低溫甲醇洗技術及其在煤化工中的應用

李 斌

(山西焦煤西山煤電多種經營公司新技術產業發展中心管業公司，山西 太原 030053)

引 言

隨著經濟的迅速發展，我國的能源短缺和環境污染問題愈加嚴重。尤其是在煤化工這一行業，無論制備哪一種氣體，都難免會產生一定的雜質，進而對環境造成污染破壞。為了解決這一問題，很多煤化工企業都采用了低溫甲醇洗技。低溫甲醇洗技術雖然具有諸多方面的優勢，但是其中仍然存在諸多問題。因此，煤化工企業應該積極改進，以解決低溫甲醇洗技術中存在的問題，確保這項技術在煤化工行業中充分發揮作用。

1 低溫甲醇洗技術簡介

作為我國煤化工行業中應用十分廣泛的一種技術，低溫甲醇洗技術能夠幫助凈化煤化工行業在作業過程中產生的雜質氣體，因此在很大程度上推動了煤化工合成氣的行業進步，促進我國煤化工行業繼續發展，進而在一定程度上緩解了我國能源緊張的狀況。基于此，本文首先針對低溫甲醇洗技術進行簡單的介紹，以便為這項技術在煤化工行業中的應用研究奠定基礎。

1.1 低溫甲醇洗技術的工作原理

在煤化工企業進行作業時，容易產生一些雜質氣體，為了去除其中所含的酸性氣體，需要煤化工企業借助一定的凈化裝置。低溫甲醇洗技術便是這一過程中被大多數煤化工企業采用的一種技術裝備，因為這一技術可以通過物理性反應成為酸性氣體的吸收劑，進而達到凈化氣體的目的。具體而言，低溫甲醇洗技術在進行氣體凈化時主要會經歷以下三個階段:第一，需要確保低溫甲醇洗技術的工作環境為-50 ℃左右，這是低溫甲醇洗技術充分發揮作用的一大基礎條件，能夠使甲醇在這一環境下大量吸收并溶解二氧化碳、硫化羰以及硫化氫等酸性氣體。甲醇對酸性氣體吸收的程度并非一成不變的，它可以在吸收的過程中通過對溫度解壓力進行調整來控制酸性氣體吸收的程度；第二，通過氮氣閃蒸，能夠幫助富甲醇實現再生，而富甲醇又能夠進一步在反應的過程中提供更多的冷卻條件，使氣體凈化的環境條件得以優化。另外。氮氣等氣體在進行完閃蒸之后，能夠被循環壓縮，進而能夠進入洗滌再次循環，確保了低溫甲醇洗技術的高效作業，同時也最大限度地降低了能耗損量；第三，甲醇在循環的過程中會經過脫水塔，這一步驟能夠維持甲醇作業過程中的水平衡。加之煤化工企業在生產中產生的甲醇可以通過脫水塔進行回收利用，這就在很大程度上降低了甲醇的損耗，同時確保酸性氣體在硫的回收裝置中得以回收[1]。

1.2 低溫甲醇洗技術在煤化工應用中的意義

作為一種典型的物理吸收技術，低溫甲醇洗技術具有諸多方面的優勢，其中主要表現為以下四個方面:第一，凈化之后的氣體能夠實現更加高效的利用。低溫甲醇洗技術的最大優勢，就是對酸性氣體的吸收作用極強，而且在進行吸收之后能夠實現很大程度的凈化功能。在這種作用效果之下，氣體的精華純度得以提升，從而使其能夠有效的利用到工業領域中；第二，低溫甲醇洗技術在煤化工企業的應用中能夠有效提高工作效率。低溫甲醛洗技術的一大特點，就是對于酸性氣體的吸收具有極高的選擇性。具體而言，低溫甲醇洗技術在凈化雜質氣體時，能夠促使氣體中的含硫含碳化合物在同一個吸收塔中進行吸收，這一過程不僅能夠提高吸收效率、減少繁瑣步驟，而且能夠進一步提升整個工作流程的效率，為煤化工企業帶來了極大的便利；第三，低溫甲醇洗技術能耗較低。這一優勢主要體現在低溫甲醇洗技術的工藝流程操作環境中，即該技術在溫度極低的環境下也能高效有序運轉。另外，低溫甲醇洗技術在工作過程中能夠產生富余的甲醇，進而成為氣體冷卻的重要物質基礎。因此，低溫甲醇洗技術的工作流程能耗較低，不僅能夠降低溶液的使用次數，提升整體的利用率，而且工藝流程十分穩定、安全性高，不會發生類似于氣泡之類的不利現象；第四，低溫甲醇洗技術降低了工作流程的成本。一方面，甲醇對于酸性氣體的吸收效果比較好，提高了整體的工作效率；另一方面，甲醇具有較低的酸性，因此不會像硫元素那樣對設備造成極強的腐蝕，這就間接降低了企業的維修保養成本，促進煤化工企業進一步發展[2]。

2 低溫甲醇洗技術存在的問題

盡管低溫甲醇洗技術具備諸多方面的優勢，并且這一技術在我國煤化工企業中得到了廣泛應用。值得注意的是，其中仍然存在諸多問題，這不僅在一定程度上阻礙了低溫甲醇洗技術的發展，而且還進一步影響煤化工企業和能源問題的解決。基于此，下面將針對低溫甲醇洗技術存在的問題進行詳細分析。

2.1 工藝運行過程中的冷卻不充分

工業合成甲醇是一個及其復雜的過程，而在這一過程中起到決定性作用的就是冷卻效果。冷卻效果的質量能夠直接影響低溫甲醇洗技術對雜志氣體的凈化效果，進而影響整一個工作流程的作用發揮。然而，在利用低溫甲醇洗技術進行氣體凈化時，大多數煤化工企業在工藝過程中都會出現冷卻不充分的現象。尤其是在溫度較高的狀態下，這種問題出現的可能性進一步加大。冷卻不充分產生的最直接后果，就是會影響到甲醇對酸性氣體的吸收能力，進而導致酸性氣體吸收的不夠充分，而吸收量的不足又會導致設備功能出現一系列問題。因此，低溫甲醇洗技術中對于冷卻技術和效果的關注是重點。

2.2 硫對設備的腐蝕危害

大多數煤化工企業在其實際的生產過程中，經常會出現原料中的硫元素含量過高的現象。作為一種腐蝕性極強的元素，硫不僅會對設備造成較大程度的腐蝕，而且硫元素會導致眾多的催化劑中毒，從而失去活性。硫元素導致的設備腐蝕會帶來一系列不利影響:一方面，設備的腐蝕破壞首先會給企業的生產活動造成影響，這也是最直接最嚴重的一種危害；另一方面，設備在遭到腐蝕和破壞之后，需要煤化工企業對設備加強維修和保養，這也間接的說明了企業付出了一定的人力成本和維修保養成本。

2.3 甲醇循環率不足問題

煤化工企業在煤制甲醇的生產過程中，很容易出現的一種問題是甲醇消耗量過高，而造成這一現象的最主要原因就是甲醇的循環率不足。從更深層次的角度進行考慮，可以將原因延伸到設備自身的方面，這時候甲醇消耗量過高則是由于設備漏氣、跑氣等現象造成的。因此煤化工企業在分析這一方面的問題時，應該從多個角度考慮并進一步尋找解決措施。

3 低溫甲醇洗技術在煤化工中的應用

低溫甲醇洗技術在煤化工企業中主要應用在三個方面:第一，煤制甲醇。作為一種十分重要的工業原料，甲醇在煤化工行業的應用十分廣泛。煤在經歷過一系列化學反應之后能夠產生甲醇，具體而言，需要經過煤的氣化、一氧化碳轉化、低溫甲醇洗，最后就能夠合成甲醇。另外，低溫甲醇洗技術在經過各種不同的化學反應之后，能夠產生出乙酸、丙烯、二甲醚等多種可以用于化工生產活動的原料；第二，煤制天然氣。作為我國一種不可或缺的資源，天然氣在人們的生產生活中發揮了極大的作用。天然氣目前也同樣是我國的一項稀缺資源，儲量無法滿足實際的需求需要，煤制天然氣能夠在一定程度上解決這一問題。首先，需要以煤為原料，對煤炭進行氣化使其成為粗煤氣，在經過一系列的變換單元后得到合適的碳氫配比，之后利用低溫甲醇洗技術脫除酸性氣體，最后將被凈化的煤氣輸入甲烷反應器，便能制造出煤制天然氣；第三，煤制合成氮。作為一個農業大國，我國對于化肥的需求量是十分大的，煤制合成氨能夠在一定程度上提供幫助。對于煤制合成氨的制作而言，需要利用低溫甲醇洗技術進行一系列復雜的化學反應，生產出化肥、苯胺以及硝酸等多種產品。煤制合成氨首先需要將煤炭進行氣化，其次需要進行一氧化碳的轉化工作，最后利用低溫甲醇洗技術就能夠合成氨[3]。

4 結語

低溫甲醇洗技術在我國工業領域，尤其是煤化工行業得到了廣泛應用，它可以幫助形成煤制甲醇、煤制天然氣以及煤制合成氨，為推動煤化工行業的發展貢獻了一份力量，為解決我國的能源短缺情況提供了巨大幫助。