低溫甲醇洗技術在煤化工企業應用進展

蘭國梁

摘要：低溫甲醇洗就是在溫度低的情況下，運用甲醇的物理性質將其吸收的一個過程。這種技術在工業中，常常被用作除去氣體中的硫和碳，以上就是低溫甲醇洗工藝的基本情況。甲醇洗分為兩種，一步法和兩步法。文章分析了煤制甲醇產業的發展意義，詳細介紹了煤制甲醇的氣化、凈化以及合成工藝技術，探討了現代煤制甲醇存在的一系列問題，提出了煤制甲醇產業的發展建議。

關鍵詞：低溫；甲醛技術；煤化工；應用

1導言

煤經氣化爐加壓氣化后得到的變換氣中不僅含有氫氣和一氧化碳，還含有一定量的二氧化碳、硫化氫和羰基硫等酸性氣體，各種氣體的含量主要是受氣化的工藝條件和方法影響而產生的變化。氣體的凈化過程中通過應用低溫甲醇洗技術，便可以達到良好的洗凈效果，因為這種方法有著較好的吸收性、選擇性以及穩定性，所以受諸多領域歡迎，這也就是為什么我國多數的化肥合成工藝、煤化工業以及石油化工等領域廣泛應用該技術的原因。

2低溫甲醇洗的原理

這種技術運用了溶解度，所謂溶解度就是，在一定的溫度和壓強下，某一種物質在另一種物質下所能溶解的最大質量。甲醇對于二氧化碳和含硫物質的溶解度特別的大，且對氫氣、甲烷、一氧化碳等有用的氣體溶解度很小。所以說，在氣體吸收方面甲醇是很好的選擇，它既可以在溫度較低壓強很高的環境中吸收氣體，又可在溫度很高壓強很低的環境下解吸氣體。可以去除原氣體中的二氧化碳和含硫氣體。

為什么采取低溫法，因為在零下四十度時，甲醇對含硫氣體的溶解度（硫化氫2500、硫氧碳1500）很大，而對于有用的氣體的溶解度（二氧化碳435、氮氣2.4、一氧化碳6、甲烷15）很小。所以說，這種方法要在低溫下進行。原氣體和被凈化后的氣體通過交換熱度，使溫度降低。溫度越高甲醇對酸性氣的吸收量越低，所以，在吸收塔內應把溫度調的很低有助于對原氣體進行洗滌。

3對低溫甲醇洗技術中存在的問題進行分析

隨著我國工業化的不斷發展，許多基礎建設和實際應用都使用到了低溫甲醇洗技術，然而生產要求的逐漸加深，低溫甲醇洗技術的問題日益顯現，這些技術性問題的存在，使得國內的低溫甲醇洗技術使用率得到了緩解，且阻礙了化工技術的向前發展，對企業的生產效益與提高技術造成了嚴重影響。基于這樣的前提下，對當前低溫甲醇洗技術在各個領域的應用現狀進行了系統性分析，同時為化學工業未來的發展，提供了技術性支持。

第一，在一些煤化工企業中，其混合原材料中存在的硫元素（S）較多。在硫元素的影響下，又可能會出現催化劑中毒現象，因此，設備管路容易受到腐蝕。如果催化劑出現了中毒現象，那么其催化效果就會大大降低，進而無法降低煤化工生產過程中的活化能力。當設備管路被腐蝕以后，便會造成生產效率大程度降低了，同時，設備的損耗，也會相應的增加設備維護成本。

第二，在制作合成氨的過程中，使用了低溫甲醇洗技術。該技術中的冷量充分狀態會影響到混合氣體的凈化效果。在建設合成氨工業凈化裝置時，大化集團公司使用了林德低溫甲醇洗六塔聯合技術，進而將氨氣體中的H2S、CO2清除干凈。對該公司反饋的設備運行參數進行詳細分析，結合所得數據結果可以發現，在實際工作期間，低溫甲醇洗技術裝置經常出現冷量不足問題，該問題在夏季時最為明顯。同時，該問題與多種技術問題存在直接關系：第一，稀氨水氨氣吸收能力下降；第二，氨氣吸收制冷裝置的功能異常等。技術人員必須對上述問題做深入探究，進而給出相應的解決方法。

4低溫甲醇洗技術在煤化工企業應用

4.1煤制甲醇工藝技術

4.1.1氣化工藝

目前氣化工藝技術有十幾種，主要有移動床氣化技術（Lurgi加壓塊煤氣化技術）、氣流床氣化技術（GE水煤漿加壓氣化技術、shell公司的干粉煤氣化技術）、流化床氣化技術（灰熔聚粉煤氣化技術）等。

4.1.2Lurgi加壓塊煤氣化技術

選用粒度為10～50mm的煤為原料，以水蒸汽和純氧為氣化劑。在氣化過程中，隨著壓力的增加，氣化強度和煤氣熱值大大增加。在我國此技術被廣泛應用于城市煤氣生產中。

4.1.3GE水煤漿加壓氣化技術

將氧氣和水煤漿噴入氣化爐后瞬間經歷煤漿升溫、水分蒸發、煤熱解揮發、殘碳氣化和氣體間的化學反應等過程，生產粗煤氣和灰渣。該技術較為成熟，對煤種的要求寬泛，但由于采用液態排渣，所以對煤的灰熔點要求較高，單爐生產能力大，碳轉化率可達95%以上。

4.1.4Shell干粉煤氣化技術

選用干煤粉作為進料，水蒸氣與純氧作為氣化劑，是一種加壓氣流床粉煤氣化技術。此氣化技術的氣化溫度高達1400～1600℃，碳轉化率近乎100%，氣化效率高，氣化反應充分，單爐產氣能力高，潔凈氣化，有害副產物少。

4.2煤制合成氨

在過去的幾年中，國內的化肥制造業得到了快速發展，在化工產品市場中，需要的合成氨物質越來越多。與其他行業相比，合成氨工業活動擁有廣闊的市場前景，因此大量的人力、物力投入到該行業中，其已經變成市場中的熱點領域。在合成氨工藝中，會使用到大量的煤。通過煤炭氣化處理及低溫甲醇洗等過程，可以生產出合成氨成品，將合成氨成品作為原材料，對其進行多種處理方式，就可獲得不同的化工產品，如含氮化肥、苯胺以及硝酸等。

4.3合成工藝

甲醇的合成方法有高壓合成法、中壓合成法和低壓合成法。高壓合成法要求320～400℃的溫度和25～30MPa的壓力，其動力消耗高、催化劑活性低、產品質量差，基本上已被淘汰。中壓法的合成壓力為10MPa左右，操作溫度200～300℃，目前除老合成氨裝置轉產外，新上裝置已逐年減少甚至淘汰。甲醇的合成是一種強放熱反應過程，現在廣泛采用低壓法合成工藝，最典型的工藝為ICI、LURGI、CASALE。低壓法比高壓法和中壓法優越，主要表現在能耗低，粗甲醇產品質量高，設備易制造，投資相對較少。

4.4煤制天然氣

隨著國民經濟的發展，我國的城鎮化進程也得到了飛速發展。人們在生活中需求的天然氣資源越來越多。我國的天然氣儲量與產量間形成了鮮明的對比。在這種情況下，煤制天然氣技術得到了發展，該技術也受到了人們的關注。關于煤制天然氣技術，其指的是將煤炭作為原料，通過煤炭氣化處理及低溫甲醇洗等過程，把處理好的煤氣運輸到固定床甲烷化反應設備，然后利用英國戴維等技術手段合成天然氣。

5低溫甲醇洗的應用進展

我國在二十世紀七十年代建立了一個大型的化工廠，其中便采用了低溫甲醇作為吸收氣體的原料。近幾年我國大力的發展低溫甲醇洗技術，很多企業在此基礎上又對這一技術做了改善，使其更高效的吸收污染的氣體。隨著時代的發展，這項技術已經和我國的工業相結合在一起，我們對這項技術進行分析可以知道這個技術有明顯的優勢，比如，氣體吸收強、費用很低。在上世紀八十年代，我國的一些相關企業就和科研機構共同攜手，展開了對低溫甲醇洗的研究，而且獲得了國家專利這是個重要的時刻。在二十世紀九十年代，我們國家的這項技術和別的國家相比較有著很明顯的優勢。比如，在成本上節省了原料，在效率上比其他國家高。

結束語

煤制甲醇技術已相當成熟，其生產固然具有一定的效益，且作為替代能源，甲醇確實具有極大的發展前途。為了進一步降低成本、增強我國市場競爭力的同時實現生產效益最大化，研究技術人員應該致力于不斷研發和開拓低溫甲醇洗技術的國產化設備，并且在工業過程中進行不斷摸索和完善。

參考文獻

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（作者單位：湖北省緣達化工工程有限公司）