低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用

樊盼盼 翟敏静

【摘 要】低温甲醇洗技术在当前的气体净化工程中有非常明显的优势，在煤化工的生产以及工作中有非常广泛的应用。文章以低温甲醇洗技术为切入点，对其技术原理以及特点等做了简要分析，并对其在煤化工生产中的具体应用进行了探讨，供相关工作人员参考。

【关键词】低温甲醇洗技术；煤化工；应用

一直以来环境问题都是世界最为关注的话题之一，而在煤化工生产中环境问题更加突出。煤化工生产过程中会产生大量的酸性气体，这些气体的大量排放会对环境造成极大的污染，同时也会对人们的身体健康产生极大的影响。因此，对这些酸性气体进行脱尘处理是极为重要的，在众多脱尘处理的方法中，首推简便又实用的低温甲醇洗技术。因此加强对低温甲醇洗技术及其在煤化工行业中的应用研究具有非常重要的现实意义。相关人员需要不断对其进行完善，使低温甲醇洗技术更加有利于煤化工行业的发展。

一、低温甲醇洗技术的原理及其特点

（一）低温甲醇洗技术的原理

低温甲醇洗技術是一种物理吸收的防腐方法，其主要利用甲醇将有害的酸性气体溶解，进而实现防腐的目的。该项技术采用冷甲醇作为有机溶剂来溶解酸性气体，充分利用了甲醇在低温环境下极易溶解酸性气体的特点，并且在溶解酸性气体的同时，还能够在一定程度上分段选择吸收其他有害气体。低温甲醇洗技术分为2个部分，分别为解吸和多段吸收。以低温甲醇洗技术在煤化领域中的应用为例，工艺流程主要有以下3个重要部分。首先是吸收。在吸收工序之前，要先将水分除去，避免后期出现水冻结的不良现象。吸收工艺主要是为了使原料气体中的二氧化硫气体和二氧化碳气体能够在甲醇溶剂中充分溶解；其次是解吸工艺。该项工艺的实现通常需要通过3个塔，解吸工艺的作用就在于可以将吸收溶剂中不同溶解度的氢气、二氧化碳等气体释放出来；最后是溶剂回收工艺，有机溶液中也会有一些不容易被溶解掉的杂质，况且低温甲醇洗技术使用的有机溶剂量也比较多，而且在释放氮气和二氧化碳时，会不可避免地带出一些甲醇。所以，必须对有机溶剂进行回收。

（二）低温甲醇洗技术的特点

低温甲醇洗技术的特点主要表现在以下几个方面：第一，低温甲醇洗技术对酸性气体具有较强的吸收能力，气体净化程度相对较高，这样可保证净化之后的气体可以更好的应用于工业生产；第二，低温甲醇洗技术具有高度的选择性与辨别性，气体的脱硫和脱碳过程可在同一个吸收塔中分段进行，从而提高了低温甲醇洗技术的工作效率；第三，低温甲醇洗技术具有高度的稳定性，在其对酸性气体进行吸收的过程中，溶剂不会起泡，有利于稳定生产；第四，在低温环境下，可再生富甲醇，从而为冷却气体提供了基础，且能耗比较小，能节省溶液循环使用的次数，提高资源利用效率；第五，甲醇作为酸性气体的吸收者，自身酸性较弱，不会侵蚀其使用到的设备，这在一定程度上节省了工业设备投资，节约了工业支出；第六，甲醇溶剂比较廉价，很容易得到。这就促进了低温甲醇洗技术的广泛应用。

二、低温甲醇洗技术工艺流程

（一）低温甲醇洗技术的整体流程

低温甲醇洗技术的整体流程一般分为两种，分别是一级工艺和二级工艺。其中一级工艺主要是应用于压强不低于8.5MPa的渣油气化，二级工艺主要是应用于压强为6MPa的中压渣油气化。目前，在煤化工生产过程中一级甲醇洗流程是应用最为广泛的流程。在未进行工艺之前交换气体，在同一个塔中的不同阶段来进行硫化氢和二氧化碳气体的去除工作。一级甲醇洗流程装置具有2个步骤，即气体冷却和洗涤。一级甲醇洗流程操作简单，生产费用少，得到了普遍应用。从整体上来看，目前在煤化工中应用的最为广泛的低温甲醇洗技术，共有7塔16段。首先需要对原材料气体进行冷却，之后分离有机溶液，然后进到硫化氢吸收塔内，去除相应气体组成成分。从二氧化碳吸收塔出来的气体之后会分为2个部分，分别进到硫化氢吸收塔以及闪蒸塔，而进入到闪蒸塔的气体成分则会被释放掉氢气和二氧化碳；在这个释放过程中，会有甲醇溶解液从硫化氢吸收塔内流入闪蒸塔，来辅助释放相关气体成分。

（二）低温甲醇洗技术各工艺塔的流程

低温甲醇洗技术主要包括4个工艺塔。首先是硫化氢吸收塔。该部分的主要工作是将气体吸收并将其洗涤，原料气体按照从上到下的顺序流入到塔内，当其经过甲醇溶液的洗涤端时可以将交换气体中的水分以及杂质等去除，同时交换气体内的硫化氢以及二氧化碳等气体则会被塔吸收掉，剩余的尾气就会流入之后的另一个塔段；其次是二氧化碳吸收塔。二氧化碳吸收塔分吸收段和再吸收段，由于再吸收段有2个，所以该塔共有3个吸收段，在每段之间，都会设置段间交换器，用来除去甲醇溶液在对相关气体进行释放的时候所散发出来的能量。之后是氢气闪蒸塔。闪蒸塔有2个部分，分别为释放氢气以及二氧化碳的塔段和对硫化氢进行浓缩的塔段；最后是二氧化碳再生塔。主要是用于对硫化氢以及二氧化碳进行再吸收。该塔共有4个组成部分，提供了更好的条件用于再生二氧化碳和吸收交换气中的其余气体成分。

三、低温甲醇洗技术在煤化工中的应用

（一）煤制甲醇

在煤化工行业，甲醇是非常重要的原材料，通常都是应用甲醇来合成甲醚以及乙烯等试剂。现阶段，随着科技的不断发展，甲醇也被广泛的应用到煤化工的各个方面，其中包括煤制甲醇。煤制甲醇工艺包含了多个反应，首先要在煤气化与一氧化碳变化的条件下，对煤炭进行相应处理，之后的合成步骤就会使用到低温甲醇洗技术，直至最终制成甲醇。甲醇制成后，就可以用来制造其他的化工原料了。我国的煤制甲醇工艺已经得到了广泛应用，使用低硫煤来炼制原料气，在进行脱硫和脱碳的过程中就会使用到低温甲醇洗技术，最终使得气体可能得到相对净化。

（二）煤制合成氨

合成氨在工业生产活动中经济效益明显，因此合成氨的工业生产研究也非常多。煤炭制取合成氨，需要经过对煤炭气体的处理、一氧化碳的气体变换、低温甲醇洗技术的相关处理、进行氨合成等技术环节，才能够获取到合成氨。此过程与煤制取甲醇有相似的步骤，使用低温甲醇吸收酸性气体，能够节约资金，使用效果十分高效。

（三）煤制天然气

我国天然气主要分布于西部地区，而需求量主要是在中国东部的大部分地区，这就造成了东部地区天然气不足的现状。煤制天然气在有效缓解天然气短缺的情况发挥着非常大的作用。利用煤这种工业原料，通过气化、CO耐硫变换、低温甲醇洗等技术环节，将煤气净化处理，然后将净化处理后的煤气进入固定床甲烷化反应器，从而合成天然气。煤制天然气资源浪费比较少、工作效率又高，在一定程度上提高了公司的经济效益，同时也满足了越来越多的天然气需求量。

四、结束语

总而言之，低温甲醇洗技术选择性好、吸收能力强、净化程度高、耗能少等优点使其在化工行业得到了广泛的应用，而且实践研究证明，其在合成气中的二氧化碳、硫化氢等酸性气体的脱除方面具有明显优势。并且目前低温甲醇洗技术在煤制甲醇、煤制合成氨、煤制天然气等方面的应用都取得了巨大的突破。为更好的应对环境以及能源紧缺问题，相关工作人员还需要加强研究，使该技术能够在更大的范围内发挥作用。

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