低溫甲醇洗技術(shù)在化工中的應(yīng)用

馬鋒

【摘 ?要】近年來(lái)，隨著不可再生能源的消耗量不斷增加，燃煤資源已受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。將低溫甲醇洗技術(shù)應(yīng)用到化工中，可以有效地回收和再利用部分能源，一定程度上減少化工在生產(chǎn)中的損耗，這樣就可以緩解天然氣和石油資源短缺的狀況。因此，要高度重視低溫甲醇洗技術(shù)在化工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】低溫甲醇洗;化工;應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)的能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題愈加嚴(yán)重。尤其是在化工這一行業(yè)，無(wú)論制備哪一種氣體，都難免會(huì)產(chǎn)生一定的雜質(zhì)，進(jìn)而對(duì)環(huán)境造成污染破壞。為了解決這一問(wèn)題，很多化工企業(yè)都采用了低溫甲醇洗技。低溫甲醇洗技術(shù)雖然具有諸多方面的優(yōu)勢(shì)，但是其中仍然存在諸多問(wèn)題。因此，化工企業(yè)應(yīng)該積極改進(jìn)，以解決低溫甲醇洗技術(shù)中存在的問(wèn)題，確保這項(xiàng)技術(shù)在化工行業(yè)中充分發(fā)揮作用。

1低溫甲醇洗技術(shù)的原理和特點(diǎn)

1.1低溫甲醇洗技術(shù)的原理

在化工企業(yè)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，容易產(chǎn)生一些雜質(zhì)氣體，為了去除其中所含的酸性氣體，需要化工企業(yè)借助一定的凈化裝置。低溫甲醇洗技術(shù)便是這一過(guò)程中被大多數(shù)化工企業(yè)采用的一種技術(shù)裝備，因?yàn)檫@一技術(shù)可以通過(guò)物理性反應(yīng)成為酸性氣體的吸收劑，進(jìn)而達(dá)到凈化氣體的目的。具體而言，低溫甲醇洗技術(shù)在進(jìn)行氣體凈化時(shí)主要會(huì)經(jīng)歷以下三個(gè)階段：第一，需要確保低溫甲醇洗技術(shù)的工作環(huán)境為-50℃左右，這是低溫甲醇洗技術(shù)充分發(fā)揮作用的一大基礎(chǔ)條件，能夠使甲醇在這一環(huán)境下大量吸收并溶解二氧化碳、羰基硫以及硫化氫等酸性氣體。甲醇對(duì)酸性氣體吸收的程度并非一成不變的，它可以在吸收的過(guò)程中通過(guò)對(duì)溫度解壓力進(jìn)行調(diào)整來(lái)控制酸性氣體吸收的程度;第二，通過(guò)氮?dú)忾W蒸，能夠幫助富甲醇實(shí)現(xiàn)再生，而富甲醇又能夠進(jìn)一步在反應(yīng)的過(guò)程中提供更多的冷卻條件，使氣體凈化的環(huán)境條件得以優(yōu)化。另外。氮?dú)獾葰怏w在進(jìn)行完閃蒸之后，能夠被循環(huán)壓縮，進(jìn)而能夠進(jìn)入洗滌再次循環(huán)，確保了低溫甲醇洗技術(shù)的高效作業(yè)，同時(shí)也最大限度地降低了能耗損量;第三，甲醇在循環(huán)的過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)脫水塔，這一步驟能夠維持甲醇作業(yè)過(guò)程中的水平衡。加之化工企業(yè)在生產(chǎn)中產(chǎn)生的甲醇可以通過(guò)脫水塔進(jìn)行回收利用，這就在很大程度上降低了甲醇的損耗，同時(shí)確保酸性氣體在硫的回收裝置中得以回收。

1.2低溫甲醇洗技術(shù)的特點(diǎn)

低溫甲醇洗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)突出，特點(diǎn)體現(xiàn)在溶劑廉價(jià)、氣體吸收能力極強(qiáng)、凈化度高、技術(shù)成熟等方面。該技術(shù)所需的核心溶劑為低溫甲醇，較容易獲取和制備，但需要重視操作，避免甲醇泄露和中毒。甲醇吸收能力的強(qiáng)弱，主要取決于用量、對(duì)象總量以及溫度，一般溫度較低的情況下，甲醇吸收力較強(qiáng)。凈化度的分析上，已有學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，甲醇溶液不會(huì)在正常情況下氧化或降解，二氧化碳的脫除效果可達(dá)到10ppm以下，硫化氫的脫除效果可達(dá)到0.1ppm以下。技術(shù)成熟性方面，現(xiàn)有技術(shù)滿足溶液多次使用要求，所需設(shè)備可在多個(gè)國(guó)家進(jìn)行生產(chǎn)、制造。值得注意的是，我國(guó)尚不具備完整生產(chǎn)設(shè)備的能力，進(jìn)口依賴性高，也增加了工藝應(yīng)用的成本。

2低溫甲醇洗的工藝流程

2.1原料冷卻

原料在進(jìn)去吸收塔之前首先經(jīng)過(guò)換熱器，初步降低溫度;冷卻后的原料氣從硫化氫吸收塔底部進(jìn)入，先經(jīng)過(guò)下塔的洗滌吸收，初步去除硫化物及其他雜質(zhì)氣體，再進(jìn)入上塔，進(jìn)一步脫除硫化氫和羰基硫后由塔頂送出。

2.2脫碳

由硫化氫吸收塔送出的氣體進(jìn)入二氧化塔吸收塔塔底，經(jīng)過(guò)下塔提取和上塔精餾洗滌，脫除二氧化碳后再送出塔。

2.3有效氣熱再生

吸收硫化物和二氧化碳后的甲醇從不同位置收液槽送出，經(jīng)換熱后送至閃蒸塔，除去部分二氧化碳，及其他有價(jià)值組分，如氫氣和一氧化碳，以便回收再利用。

2.4二氧化碳解吸

閃蒸后甲醇從上下兩段分別送至二氧化碳解吸塔，一步甲醇解吸得到純凈的二氧化碳?xì)怏w，送至后工段用，另一部分通過(guò)氮?dú)鈿馓岱?，進(jìn)一步解吸出更多的二氧化碳和硫化氫氣體，再送至吸收塔再吸收，而二氧化碳和氮?dú)獾幕旌蠚怏w即為尾氣，送至尾氣洗滌塔。

2.5甲醇熱再生

由解吸塔送出的甲醇，經(jīng)過(guò)換熱回收冷量后送至熱再生塔，加熱除去甲醇中殘余的酸性氣體，得到純凈的甲醇，冷卻后再送回硫化氫吸收塔。

2.6甲醇除水

經(jīng)熱再生后的甲醇仍有水分殘留，所以熱再生后的甲醇部分被送往分餾塔，除去大部分水。

2.7尾氣洗滌

熱再生吸收塔中產(chǎn)生的尾氣，首先回收冷量，再送至洗滌塔，用脫鹽水洗尾氣中夾帶的甲醇，洗滌后的尾氣合格后排放至大氣中。

3低溫甲醇洗技術(shù)在化工中的應(yīng)用

3.1煤制甲醇

隨著原油價(jià)格不斷升高，增加了二甲醚和甲醇等的生產(chǎn)成本，以致煤制甲醇得到了較快發(fā)展。煤制甲醇的工藝過(guò)程較為復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)步驟，首先煤炭要經(jīng)過(guò)煤氣化、一氧化碳變換、低溫甲醇洗，再經(jīng)過(guò)甲醇合成等才可以制取甲醇，然后再對(duì)甲醇進(jìn)行深加工，可以得到乙酸、二甲醚、乙烯等化學(xué)化工原料。為了適應(yīng)氣體凈化標(biāo)準(zhǔn)較高的要求，需要采用低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行氣體的凈化，在凈化的過(guò)程中要保持科室的溫度和壓力，同時(shí)技術(shù)人員要確保低溫甲醇洗技術(shù)始終處于有序和高效的狀態(tài)，最終使得氣體得到凈化。在運(yùn)用低溫甲醇洗技術(shù)的過(guò)程中，技術(shù)人員務(wù)必要重視資源的有效利用，不可浪費(fèi)資源。

3.2煤制合成氨

隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，化肥的需求量也隨之增大。合成氨是生產(chǎn)化肥的主要原料，用于生產(chǎn)尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨化肥，此外，以氨為原料的化學(xué)品還有聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等。煤制合成氣是當(dāng)前合成氨生產(chǎn)的主要方法，通過(guò)煤炭轉(zhuǎn)換得到合成氣，再利用低溫甲醇洗技術(shù)，吸收凈化分離合成氣，為合成氨提供主要原料二氧化碳。由此可見(jiàn)，低溫甲醇洗技術(shù)在合成氨中的地位。

3.3煤制天然氣

天然氣的制備也可借助低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行。煤中含有大量的可燃物質(zhì)，氣化后利用價(jià)值高，制備為天然氣有利于煤的充分燃燒和利用。我國(guó)天然氣用量較大，煤制天然氣也有助于解決資源短缺問(wèn)題。工藝流程上，首先對(duì)煤進(jìn)行氣化處理，選取合適的碳?xì)渑浔群?，去除酸性氣體，最后將脫除后的氣體輸入甲烷反應(yīng)器中制備純度較高的天然氣。該工藝下甲醇的溫度一般在零下40℃到零下50℃之間，碳?xì)渑浔瓤删S持在2.05-2.15之間。酸性氣體脫除環(huán)節(jié)，也需要借助設(shè)備提供少量動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)溶液與混合氣體的充分接觸，要求反應(yīng)過(guò)程中維持溫度環(huán)境的穩(wěn)定。最后通過(guò)碳吸附工藝實(shí)現(xiàn)雜志的優(yōu)化脫除，以甲烷合成設(shè)備制備天然氣。該過(guò)程中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)設(shè)備的密閉性，避免出現(xiàn)天然氣、煤氣泄漏問(wèn)題，并原理明火和電源等危險(xiǎn)源。

3.4煤制油

煤制油是以煤作為原料，首先要制成水煤漿，然后再加壓使得水煤漿進(jìn)入汽化爐，這樣可以制得粗煤氣，然后再經(jīng)過(guò)低溫甲醇洗裝置脫除酸性氣體，最終進(jìn)入合成單元合成油品。煤制油由于采用了低溫甲醇洗技術(shù)，其制取的柴油較為清潔。

3.5化工領(lǐng)域的其他方面

低溫甲醇洗技術(shù)除了在上述領(lǐng)域的應(yīng)用外，還在很多其他領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)也發(fā)揮出了顯著的作用。低溫甲醇洗技術(shù)具有強(qiáng)大的對(duì)超強(qiáng)酸性氣體的吸收能力，正因?yàn)槿绱耸沟玫蜏丶状枷醇夹g(shù)具有非常廣的應(yīng)用范圍。如采用低溫甲醇洗技術(shù)可以制備煤制乙二醇草酸醋，可以為工業(yè)生產(chǎn)提供原料。此外，由于低溫甲醇洗技術(shù)需要的原料容易取得、價(jià)格也較為廉價(jià)，這就降低了工業(yè)生產(chǎn)原料的成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)語(yǔ)

低溫甲醇洗技術(shù)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域，尤其是化工行業(yè)得到了廣泛應(yīng)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(dòng)化工行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了一份力量，為解決我國(guó)的能源短缺情況提供了巨大幫助。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：新疆慶華能源集團(tuán)有限公司）