低溫甲醇洗凈化工藝探析

耿陽陽

（新疆慶華能源集團(tuán)有限公司，新疆伊寧 835100）

低溫甲醇洗凈化工藝探析

耿陽陽

（新疆慶華能源集團(tuán)有限公司，新疆伊寧 835100）

隨著我國(guó)化工工業(yè)的發(fā)展，低溫甲醇洗技術(shù)作為一種節(jié)能型的酸性氣體凈化技術(shù)，得到越來越多的行業(yè)關(guān)注。從低溫甲醇洗的概念及特點(diǎn)入手，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)低溫甲醇洗凈化工藝原理及過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，多角度闡述了低溫甲醇洗凈化工藝的發(fā)展前景。

低溫甲醇洗；凈化；工藝探析

科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，帶來了酸性氣體處理凈化工藝的長(zhǎng)足發(fā)展。隨著我國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略的提出，低溫甲醇洗技術(shù)以其特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在行業(yè)中顯得尤其突出。本文從實(shí)際生產(chǎn)角度出發(fā)，收集產(chǎn)業(yè)一線的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，對(duì)這一技術(shù)的工藝原理及過程進(jìn)行探討。

1 低溫甲醇洗的概念及特點(diǎn)

1.1 低溫甲醇洗的概念

所謂的低溫甲醇洗，是把具有低溫下對(duì)酸性氣體溶解度極大的優(yōu)良特性的低溫甲醇作為吸收的溶劑，利用其脫除預(yù)處理氣體中的酸性氣體。

目前，煤炭依然是化工生產(chǎn)的主要原料，煤炭處理中產(chǎn)生的合成氣體，含有多種的多余氣體，其中包括：大量的二氧化碳?xì)怏w以及少量的硫化二氫等酸性氣體，這些酸性氣體的存在對(duì)后續(xù)的生產(chǎn)極為不利，有可能因?yàn)榱蚧锏拇嬖谠斐珊罄m(xù)生產(chǎn)過程中的觸媒中毒。因此，必須將這些多余氣體脫除或者回收再利用。由此可見，如何高效的將酸性氣體脫除，就是低溫甲醇洗凈化工藝的技術(shù)核心［1］。

1.2 低溫甲醇洗的特點(diǎn)

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外在煤炭化工領(lǐng)域存在著多種的酸性氣體吸附回收的處理辦法，大體可以分為物理吸收法和化學(xué)吸收法兩種。而低溫甲醇洗作為該領(lǐng)域一種常用的物理吸收法，因其具有過程經(jīng)濟(jì)、技術(shù)成熟的特點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用。低溫甲醇洗是發(fā)源于20世紀(jì)50年代初的一項(xiàng)空氣凈化技術(shù)，是由德國(guó)的林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的。低溫甲醇洗的脫硫、脫碳工藝具有如下顯著特點(diǎn)：甲醇作為溶劑在低溫狀態(tài)下，對(duì)于酸性氣體的吸收能力極強(qiáng)，而且過程中的功耗小，能耗低，溶液的循環(huán)量??；溶劑的化學(xué)性能穩(wěn)定，不易氧化，不易降解，熱穩(wěn)定性良好；對(duì)于酸性氣體有很好的選擇性，可以對(duì)酸性氣體進(jìn)行分開脫除和回收再利用。

2 低溫甲醇洗的工藝原理和過程

2.1 低溫甲醇洗的工藝原理

低溫甲醇洗工藝過程中，通過一定的技術(shù)手段把原料氣體中的二氧化碳、硫化氫等酸性氣體脫除，這一過程，僅僅是將低溫的甲醇作為溶劑，不發(fā)生任何的化學(xué)反應(yīng)，屬于物理吸收。這一過程的主要理論支持來源于亨利定律，其表達(dá)式如下：

其中，X表示溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，p表示操作壓力，K表示亨利系數(shù)。X與p值呈正相關(guān)關(guān)系，X隨著p值得增大而增大。對(duì)于亨利系數(shù)K，則隨著溶劑和溶質(zhì)的改變發(fā)生變化。

研究發(fā)現(xiàn)，低溫甲醇洗過程中，當(dāng)壓力升高，溫度降低時(shí)，單位溶劑對(duì)于溶質(zhì)的吸收能力增強(qiáng)。由此可見，在低溫甲醇洗的過程中應(yīng)該保持相對(duì)的高壓、低溫，同時(shí)根據(jù)亨利定律進(jìn)行相應(yīng)的修正。

減壓、汽提和加熱是解吸的三種技術(shù)手段。其中，減壓解吸法是通過降低系統(tǒng)總壓（部分時(shí)候至負(fù)壓）的方法實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的解吸；將惰性氣體注入溶劑中，通過降低溶質(zhì)的分壓來對(duì)溶質(zhì)解吸的方法稱為汽提解吸法；加熱解析法，顧名思義，是通過外部熱量的輸入來使溶劑加熱至沸騰狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)使溶解的溶質(zhì)從溶劑中分離出來。

2.2 低溫甲醇洗的工藝過程

第一步，預(yù)洗。原料氣體進(jìn)入低溫甲醇洗裝置，將其冷卻后，進(jìn)入二硫化氫吸收塔，將粗煤氣中的高分子烴類和有機(jī)硫化物除去；第二步，脫硫、除碳。預(yù)洗后的粗煤氣進(jìn)入硫化氫吸收塔，除去粗煤氣中大量的二氧化碳和少量的硫化物。當(dāng)氣體中的總硫含量不大于10-7時(shí)，進(jìn)入第三步，閃蒸再生。使甲醇富液進(jìn)入到二氧化碳閃蒸塔，實(shí)現(xiàn)閃蒸再生。

這一工藝過程中，工藝參數(shù)的選擇主要涉及溫度、壓力、甲醇循環(huán)量和吸收劑的純度四個(gè)方面。其中，降低溫度可以增加硫化氫和二氧化碳?xì)怏w在甲醇中的溶解度，通常選擇-20～70℃；也要根據(jù)吸收壓力和效果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整［2］。

3 結(jié)束語

低溫甲醇洗技術(shù)從20世紀(jì)80年代在引進(jìn)我國(guó)，經(jīng)過了近30a的消化吸收和發(fā)展，積累了大量的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在我國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用。目前，我國(guó)各地多種的大型酸性氣體處理裝置運(yùn)用了該項(xiàng)技術(shù)，低溫甲醇洗這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景和良好的發(fā)展勢(shì)頭。同時(shí)，要求我們相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員不斷地進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新，使低溫甲醇洗技術(shù)得到更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用。

［1］ 趙江力，次會(huì)玲，何磊.低溫甲醇洗凈化工藝技術(shù)淺析［J］.河北化工，2012，（35）：5-7.

［2］ 王金華.低溫甲醇洗凈化氣中總硫含量超標(biāo)原因分析［J］.科技傳播，2013，（16）：100.

Study on the Process of Low Temperature Methanol Purification

Geng Yang-yang

With the development of China's chemical industry，low temperature methanol washing technology as a kind of energy saving acid gas purifi cation technology，more and more attention to the industry.Starting with the concept and characteristics of the low temperature methanol washing，combined with the actual industrial production，the Rectisol purifi cation process principle and process are analyzed in detail，this chapter introduces the development prospect of Rectisol purifi cation process.

low temperature methanol washing；purifi cation；process analysis

TQ113.26

A

1003-6490（2016）07-0005-01

2016-07-03

耿陽陽（1988—），男，新疆伊寧人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榛どa(chǎn)。