淺析低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的應(yīng)用

楊釗

（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭014000）

淺析低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的應(yīng)用

楊釗

（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭014000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境問(wèn)題的形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻。在煤化工行業(yè)中，制備任何氣體都會(huì)產(chǎn)生一些雜質(zhì)氣體，為了妥善凈化煤化工制氣中的雜質(zhì)氣體，大多都采用低溫甲醇洗技術(shù)來(lái)處理。文中通過(guò)分析低溫甲醇洗技術(shù)的原理和特點(diǎn)，說(shuō)明了低溫甲醇洗技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及其在煤化工中的具體應(yīng)用。

低溫；甲醇洗技術(shù)；煤化工；應(yīng)用

煤化工行業(yè)的發(fā)展日新月異、推陳出新，隨之帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也隨著行業(yè)發(fā)展逐漸加重，成為了國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。煤化工行業(yè)產(chǎn)生的最大污染物是酸性氣體，不僅污染環(huán)境，還威脅人的身體健康。在煤化工行業(yè)中進(jìn)行污染物的處理成為了最關(guān)鍵的一步，尤其是對(duì)酸性氣體進(jìn)行脫塵處理，脫塵處理的方法很多，但最適合企業(yè)使用的處理技術(shù)就是低溫甲醇洗技術(shù)。隨著煤化工行業(yè)的發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)研究人員對(duì)低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，使之操作更簡(jiǎn)便，效果更明顯，成本更低廉，更加順應(yīng)了煤化工行業(yè)的發(fā)展［1］。低甲醇洗工藝總體流程見(jiàn)圖1。

1 低溫甲醇洗技術(shù)的原理及特點(diǎn)

1.1 低溫甲醇洗技術(shù)的原理

甲醇溶液在低溫環(huán)境下可溶解酸性氣體，低溫甲醇洗技術(shù)就是利用物理吸收防腐技術(shù)溶解有毒的酸性氣體，溶劑是冷甲醇溶液，同時(shí)，冷甲醇溶液在一定程度上能分段吸收二氧化碳和二氧化硫。低溫甲醇技術(shù)有解吸和多段吸收，工藝流程有吸收、解吸、溶劑回收三個(gè)部分組成。在工藝實(shí)施之前，首先將水分除去，避免出現(xiàn)水凍結(jié)現(xiàn)象干擾進(jìn)程，再用甲醇溶劑充分溶解原料氣體，使得二氧化硫和二氧化碳等氣體被充分吸收溶解在甲醇溶劑中，然后將吸收溶劑先后通入不同的塔，分別釋放出不同溶解度的氫氣、二氧化碳等氣體，最后對(duì)甲醇溶劑進(jìn)行回收，包括一些不容易被溶解的雜質(zhì)、解吸時(shí)被帶出來(lái)的一些甲醇，保存再利用［2］。

1.2 低溫甲醇洗技術(shù)的特點(diǎn)

低溫甲醇洗技術(shù)相比其他的工藝技術(shù)具有顯著的特點(diǎn)。首先，該技術(shù)對(duì)二氧化碳與二氧化硫具有很好的選擇性，能實(shí)現(xiàn)塔內(nèi)對(duì)原料氣的脫硫脫碳。同時(shí)，對(duì)二氧化硫與二氧化碳實(shí)現(xiàn)了回收，實(shí)現(xiàn)了副產(chǎn)物的回收利用。其次該項(xiàng)工藝技術(shù)操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，由于該項(xiàng)工藝是在低溫狀態(tài)下實(shí)施的，有機(jī)溶劑隨著溫度的降低揮發(fā)性也會(huì)減少，因此，該工藝能減少有機(jī)溶劑的揮發(fā)，進(jìn)一步減少了對(duì)環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)成本。另外，甲醇是一種腐蝕性很弱的有機(jī)溶劑，因此，該工藝對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求并不高，甚至不需要一些防腐材料即可。最后，低溫甲醇洗技術(shù)具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性，對(duì)酸性氣體的吸收能力較強(qiáng)，起泡現(xiàn)象是氣體吸收過(guò)程中常見(jiàn)的現(xiàn)象，但是低溫甲醇洗技術(shù)并無(wú)起泡現(xiàn)象，保障了生產(chǎn)的穩(wěn)定性［3］。

圖1 低溫甲醇洗工藝總體流程

1.3 低溫甲醇洗技術(shù)存在的問(wèn)題

目前，我國(guó)低溫甲醇洗技術(shù)在大型化工企業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，低溫洗甲醇技術(shù)也逐漸顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，但是也會(huì)存在一系列的問(wèn)題，這些問(wèn)題在一定程度上阻礙了低溫甲醇洗技術(shù)的發(fā)展，不僅對(duì)企業(yè)的發(fā)展有影響，也會(huì)對(duì)我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展造成影響。因此，對(duì)低溫甲醇洗技術(shù)存在的問(wèn)題加以分析，能更好地促進(jìn)煤化工行業(yè)的發(fā)展。

（1）工業(yè)合成甲醇是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，冷卻效果的好壞直接影響著混合氣體中的凈化效果，該工藝在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)冷卻不充分的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在高溫狀態(tài)下出現(xiàn)的概率高，冷卻不充分直接影響到甲醇對(duì)酸性氣體的吸收能力，導(dǎo)致酸性氣體吸收不充分，吸收量不足，設(shè)備功能出現(xiàn)異常，因此，對(duì)該套工藝裝置進(jìn)行技術(shù)性改良就顯得尤為必要。

（2）煤化工企業(yè)在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)原料中硫元素含量過(guò)高的現(xiàn)象，硫是一種具有腐蝕性的元素，對(duì)設(shè)備的腐蝕性較強(qiáng)，同時(shí)硫元素也會(huì)使眾多的催化劑中毒，失去活性。如果設(shè)備遭到了腐蝕，勢(shì)必會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成影響，因此，會(huì)增加對(duì)設(shè)備的維修和保養(yǎng)，進(jìn)而增加了人力成本和維修成本。

（3）在煤制甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，很容易出現(xiàn)甲醇消耗量過(guò)高的問(wèn)題，造成這一現(xiàn)象的主要原因是甲醇的循環(huán)率不足，從設(shè)備方面講，主要是設(shè)備漏氣、跑氣等現(xiàn)象造成的［4］。

2 低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的意義及應(yīng)用

2.1 低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的意義

低溫甲醇洗技術(shù)是一項(xiàng)典型的物理吸收技術(shù)，其特點(diǎn)非常鮮明，具有很多優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面。

（1）凈化后的氣體能實(shí)現(xiàn)高效利用。低溫洗甲醇技術(shù)有一個(gè)特點(diǎn)，就是對(duì)酸性氣體具有很好的吸收作用，最主要的是對(duì)氣體的凈化程度很高，所以只有這樣才能保證氣體在凈化之后純度更高，才能更加有效地利用到工業(yè)領(lǐng)域中。

（2）對(duì)工作效率的提升很有幫助，低溫甲醇洗技術(shù)對(duì)酸性氣體的吸收具有很高的選擇性，氣體中的含硫含碳化合物可以在同一個(gè)吸收塔中進(jìn)行吸收，提高了吸收的效率，減少了不必要的繁瑣，能進(jìn)一步提高工作效率。

（3）低溫洗甲醇技術(shù)能耗低，該工藝操作條件溫和，甚至在低溫環(huán)境下也能高效運(yùn)轉(zhuǎn)，能生產(chǎn)出富余的甲醇，成為氣體冷卻的物質(zhì)基礎(chǔ)，該過(guò)程能耗較低，可以降低溶液的使用次數(shù)，有效的提高了利用率，最主要的是該項(xiàng)工藝穩(wěn)定性好，并不會(huì)發(fā)生氣體的起泡現(xiàn)象，整個(gè)工藝過(guò)程安全性高［5～8］。

（4）生產(chǎn)成本較低，甲醇對(duì)酸性氣體的吸收效果較好，甲醇的酸性不強(qiáng)，對(duì)設(shè)備的腐蝕性不強(qiáng)，基于此，該項(xiàng)工藝技術(shù)可以在一定程度上節(jié)約成本，促進(jìn)煤化工行業(yè)的快速發(fā)展。

2.2 低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的應(yīng)用

低溫甲醇洗技術(shù)在煤制甲醇中的應(yīng)用較為廣泛，甲醇作為石油化工原料，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、顏料等方面的需求量非常大［9］。隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展原料的價(jià)格不斷攀升，導(dǎo)致下游石油化工產(chǎn)品的價(jià)格也不斷上漲，在一定程度上限制了煤化工行業(yè)的發(fā)展。煤制甲醇工藝是一種相當(dāng)復(fù)雜的工藝，涉及了眾多的化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng)，首先將煤汽化，然后經(jīng)過(guò)一氧化碳變換，低溫甲醇洗技術(shù)，最后才能合成甲醇。乙酸、二甲醚、甲醛、乙烯等都是甲醇的下游產(chǎn)品，都是甲醇經(jīng)過(guò)進(jìn)一步反應(yīng)得到的化工原料［10～12］。低溫甲醇洗技術(shù)對(duì)氣體的凈化效果較好，當(dāng)溫度和壓力適當(dāng)時(shí)，通過(guò)科學(xué)的閃蒸技術(shù)對(duì)資源進(jìn)行有效地利用，能最大限度地發(fā)揮低溫甲醇洗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使氣體得到最大程度的凈化。有時(shí)候洗脫塔中會(huì)出現(xiàn)積液現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)這一現(xiàn)象時(shí)候，應(yīng)該增加塔內(nèi)的壓力，減少甲醇在塔內(nèi)的循環(huán)量就能避免出現(xiàn)積液?jiǎn)栴}。此外，低溫甲醇洗技術(shù)在合成氨、制備天然氣等方面也有這廣泛的應(yīng)用［13～15］。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，低溫甲醇洗技術(shù)優(yōu)點(diǎn)多，在能耗、選擇性以及高凈化性方面優(yōu)勢(shì)明顯，在我國(guó)石油化工生產(chǎn)行業(yè)低溫甲醇洗技術(shù)被廣泛應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)在煤制甲醇、合成氨等方面低溫甲醇洗技術(shù)的地位顯得尤為重要。

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Brief analysis of application of low temperature methanol washing technology in coal chemical Industry

Yang Zhao
（Shenhua Baotou Coal Chemical Industry Co.Ltd.,Baotou 014000,China）

With the rapid development of the economy of our country,the situation of energy shortage and environmental problem become increasingly severe.In coal chemical industry,Some foreign gases will be generated when producing any gas.To properly purify the foreign gases during production of gas in coal chemical industry,mostly the low temperature methanol washing technology is used to treat these gases.By analyzing the principle and characteristic of the low temperature methanol washing technology,this paper explained the advantage of low temperature methanol washing technology and its specific application in coal chemical industry.

low temperature;methanol washing technology;coal chemical industry;application

TQ223.121

B

1671-4962（2017）06-0032-03

2017-11-16

楊釗，男，助理工程師，2012年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事煤化工生產(chǎn)操作工作。