淺談低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)

劉維濤　劉都現(xiàn)

摘 要：化學(xué)污染一直是我國環(huán)境部門首要的問題，在提倡綠色環(huán)境的時(shí)代下，降低化學(xué)給環(huán)境污染帶來的影響，已研制出一種節(jié)能型的酸性氣體凈化工藝，就是低溫甲醇洗。目前我國運(yùn)用低溫甲醇洗的領(lǐng)域隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高越來越廣泛。本文主要探討了低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇；吸氣體凈化工藝；技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.004

0 引言

最早運(yùn)用酸性氣體凈化工藝是德國一家名為魯奇的公司，剛開始是采用物理吸收法操作低溫甲醇洗氣體凈化工藝技術(shù)。但甲醇在處在零下60攝氏度下，會(huì)產(chǎn)生大量的酸性氣體，而酸性氣體會(huì)引入進(jìn)很多的雜質(zhì)，比如CO2、H2S、有機(jī)硫。酸性氣體凈化工藝使用的原料主要是煤和渣油。但要拓展運(yùn)用酸性氣體凈化工藝的使用范圍，不能一直局限于低溫，很多的行業(yè)在生產(chǎn)的過程中都屬于在室溫的狀態(tài)下，因此需要相關(guān)的人員進(jìn)行大量的研究。

1 物理吸收法合成氣凈化技術(shù)介紹

低溫甲醇洗氣體凈化工藝所使用的主要原料為煤，這種工藝中含有大量的CO2與硫化物，而這兩種物質(zhì)與氨合成催化劑融合在一起，會(huì)產(chǎn)生一種毒氣，這種毒氣對(duì)人體或建筑、機(jī)器造成一定的影響。所以，要有效的降低及控制這種毒氣帶來的傷害，先要將CO2與硫化物其中隱藏的有害物質(zhì)全部清除干凈，這個(gè)過程在物理中被稱為脫硫和脫碳。先進(jìn)的凈化技術(shù)一般情況下，都會(huì)采用一步法來進(jìn)行脫硫好脫碳。在一步法主中脫硫和脫碳是分別在兩個(gè)吸收塔內(nèi)進(jìn)行，除去原料中的氣體，運(yùn)用冷卻器，其余換熱器均采用列管式，在國內(nèi)這種列管可以現(xiàn)做，為了提高裝置操作的彈性，會(huì)采用高效塔盤。但由于當(dāng)前煤化制合成氣的凈化技術(shù)所采用的方法為物理吸收法，這種方法在物理上有分為冷法和熱法這兩種。熱法常用的工藝是Selexol，我國南華集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院開發(fā)的多聚乙二醇甲醚（NHD）法，這種方法與Selexol法比較相似。冷法主要是在低溫情況下，采用甲醇進(jìn)行清洗，一般都是由煤氣化制合成氣的裝置在其他精制方案中，熱法與甲烷化并用，與熱法相比，冷法在配液氮洗上比較有優(yōu)勢(shì)。

2 低溫甲醇洗工藝的優(yōu)點(diǎn)

2.1 對(duì)酸性氣體吸收能力強(qiáng)

當(dāng)在低溫其高壓的環(huán)境下，低溫甲醇洗工藝自身的氣體吸收能力會(huì)不斷的提升，只需要經(jīng)過一次性將粗煤氣中高濃度的酸性氣體吸收干凈[1]。低溫甲醇洗氣體凈化工藝具有凈化程度高的特征，所以可以快速的除去粗煤氣中的石腦油、H2O、HCN、COS等雜質(zhì)。所以，可以將CO變換放在低溫甲醇洗之前，這樣一來就精簡(jiǎn)了氣體凈化的流程。

2.2 甲醇采用簡(jiǎn)易閃蒸、加熱再生，方法簡(jiǎn)單

在低溫的情況下對(duì)甲醇進(jìn)行清洗和凈化，會(huì)出現(xiàn)更多的液體，而這些液體需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p壓，在減壓的過程中，如果壓力一直沒有任何的變化，很容易產(chǎn)生節(jié)流反應(yīng)，從而也導(dǎo)致容易的溫度也會(huì)產(chǎn)生變化。如果技術(shù)人員將沒有凈化好的溶液放入到甲醇中，會(huì)影響冷量的完整性。在物理中CH4、CO2、H2這三種物質(zhì)都有一個(gè)共同的特性，就是溶解度與其他的氣體相比較低。所以，再生的過程中，運(yùn)用這三種物質(zhì)，充分的發(fā)揮它們作用，唯有這樣才能有效的降低其他的損失。

2.3 有利于H2S的回收利用，減少環(huán)境污染

閃蒸汽中含有大量的H2S物質(zhì)，可以運(yùn)用在甲醇反復(fù)減壓再生過程中，讓甲醇可以反復(fù)進(jìn)行吸收。將H2S其他全部集中在一種溶液中，當(dāng)H2S濃度升高后，可以再將H2S加熱再生，這是甲醇的濃度已達(dá)到了35%左右，為了消除含硫廢棄對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，可以送克勞斯裝置回收硫。

3 低溫甲醇洗技術(shù)發(fā)展和改進(jìn)

3.1 精簡(jiǎn)操作流程，能量利用更加的合理化

現(xiàn)代的甲醇洗裝置與我國20世紀(jì)中旬的相比，在低溫和換熱流程中都存在較大的差距，通過多次的實(shí)踐證明，現(xiàn)代的甲醇洗裝置能量利用和換熱流程上都要高于之前。例如，林德公司對(duì)原料其他的冷卻主要采用兩步法和一步法，為了提高H2S的餾分濃度，會(huì)在甲醇水中加入一些H2S，保持H2S的循環(huán)性。魯奇公司會(huì)從不同部位的溫差出發(fā)，采用多種等級(jí)的制冷劑，為了精簡(jiǎn)無極閃蒸的排布程序，可以放入半貧液；在減壓再生過程中，可以采用價(jià)格比較便宜的氮?dú)猓瑏硖岣哒羝暮牧浚贿@些措施都可以有效控制投入的成本，減少裝置的能量耗損。

3.2 提高操作靈活性，降低裝置投入資金

通過對(duì)流程的合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化，新裝置的開工率和操作靈活性均有了明顯的提高。首先是對(duì)裝置使用的過程中所產(chǎn)生的一些問題有了針對(duì)性的解決方案，使得裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)率有了明顯的提升[3]。其次，運(yùn)用先進(jìn)的工藝技術(shù)，提高了單臺(tái)設(shè)備使用的效率，有效的降低了裝置的負(fù)荷，其中的H2S和CO2氣量波動(dòng)會(huì)有明顯的增強(qiáng)。在對(duì)裝置流程進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，要控制所支出的費(fèi)用，提高資金的使用效率，在基于工藝技術(shù)的要求下，降低對(duì)裝置設(shè)備的投資，盡量的簡(jiǎn)化裝置流程。可以在裝置流程中，將換熱器分為兩部分，當(dāng)溫度在0℃以上就采用普通的TEMA不銹鋼換熱器，這種換熱器具有耐腐蝕和易于清洗的特點(diǎn)。當(dāng)溫度在0℃以下時(shí)，腐蝕性較小，可以采用碳鋼材質(zhì)的繞管換熱器，就可以滿足溫差的要求，根據(jù)溫差的具體情況，選用合適的換熱器，可以有效的降低資金的投入。

4 結(jié)語

總而言之，在清除煤化制合成氣中的有害物質(zhì)，采用低溫甲醇洗工藝技術(shù)，可以快速的除去粗煤氣中的石腦油、H2O、HCN、COS等雜質(zhì)，只需要經(jīng)過一次性將粗煤氣中高濃度的酸性氣體吸收干凈。另外，提高了單臺(tái)設(shè)備使用的效率，根據(jù)不同部位的溫差來選擇合適的換熱器，降低裝置投入資金。

參考文獻(xiàn)：

[1]李美玲.低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)研究[J].河南化工，2011，14（11）：18-20.

[2]徐金月.淺談低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)[J].化工技術(shù)，2012，52（06）：10-12.

[3]崔紀(jì)偉.提淺談低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)的應(yīng)用[J].化工技術(shù)的研究，2011，8（09）：67-72.