煤制甲醇裝置酸性氣體脫除工藝技術(shù)的選擇分析

徐龍軍

（延安能源化工有限責(zé)任公司，陜西延安 727501）

煤制甲醇裝置酸性氣體脫除工藝技術(shù)的選擇分析

徐龍軍

（延安能源化工有限責(zé)任公司，陜西延安 727501）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)著對(duì)各種原料、能源的需求量迅速增長(zhǎng)，甲醇作為我國(guó)工業(yè)建設(shè)的重要原料，對(duì)其的需求也是與日俱增。利用煤氣化生產(chǎn)甲醇早已成為工業(yè)中補(bǔ)充甲醇的重要來(lái)源，但這個(gè)工藝卻并不完美。在這個(gè)過(guò)程中，如果不能夠有效控制酸性氣體則會(huì)嚴(yán)重影響到甲醇的純度，影響甲醇的質(zhì)量。為此，主要對(duì)幾種常見(jiàn)的煤制甲醇裝置酸性氣體脫除工藝進(jìn)行分析、比較與論證，以選擇更好的方案。

煤質(zhì)甲醇裝置；酸性氣體；脫除工藝

Abstract：The development of social economy has led to the rapid growth of demand for various raw materials and energy.As an important raw material for industrial construction in China，the demand for methanol is also increasing.The use of coal gasification to produce methanol has long been an important source of supplemental methanol in the industry，but this process is not perfect.In this process，if you can not effectively control the acid gas will seriously affect the purity of methanol，affecting the quality of methanol.To this end，this article mainly on several common coal-based methanol plant acid gas removal process analysis，comparison and demonstration to select a better program.

Key words：coal quality methanol plant；acid gas；removal process

1 低溫甲醇洗工藝與NHD工藝

利用硫化氫及其他硫化物和二氧化碳等雜質(zhì)在處于高壓、低溫環(huán)境下，能夠在極性溶劑——甲醇中輕松溶解，是低溫甲醇洗工藝的基本技術(shù)原理，并且這些雜質(zhì)在減壓的情況下也可以很好地從溶劑中分離開(kāi)來(lái)，以更好地實(shí)現(xiàn)溶劑的循環(huán)利用。根據(jù)相關(guān)研究表明，在對(duì)原料氣進(jìn)行凈化的過(guò)程中，世界范圍內(nèi)的合成氨與甲醇的生產(chǎn)廠家都成功運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)。自從這項(xiàng)技術(shù)誕生以來(lái)，上海的焦化公司的甲醇廠成功實(shí)現(xiàn)脫硫脫碳等脫除雜質(zhì)目的之后，就逐漸在各大廠家廣泛運(yùn)用起來(lái)，以滿足市場(chǎng)上對(duì)甲醇及合成氨的需求。

NHD工藝即通常所說(shuō)的聚乙二醇二甲醚工藝，這項(xiàng)工藝誕生于南京化工研究院所，用于高效凈化氣體的工藝，這項(xiàng)工藝的工作原理過(guò)程屬于物理吸收，相比低溫甲醇洗工藝，更在甲醇廠和小氮肥廠取得了良好的發(fā)展。NHD工藝技術(shù)的運(yùn)作過(guò)程是通過(guò)聚乙二醇二甲醚溶液和相應(yīng)的其他添加劑，經(jīng)過(guò)一定比例混合之后，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳和硫化氫等氣體的吸收，也是一種很好的脫硫脫氫方法。但是，這項(xiàng)工藝對(duì)硫化氫的吸收卻是有限的，而且對(duì)有機(jī)硫的吸收也有限度，如果需要達(dá)到特定的效果還需要配以其他的輔助裝置。

2 低溫甲醇洗工藝技術(shù)工作原理

低溫甲醇洗工藝技術(shù)的工作原理為：在上游工序輸送的原料氣中，首先需要通過(guò)洗氨塔，經(jīng)過(guò)滿足一定條件的鍋爐反應(yīng)之后，將氮化物洗至一定標(biāo)準(zhǔn)以下，然后再向洗氨塔中少量噴入甲醇，然后進(jìn)行冷卻，以分離出水和甲醇[1]。然后使原料氣輸入甲醇洗滌塔中，上下塔分開(kāi)操作，在上塔處進(jìn)行脫除二氧化碳，下塔處脫除硫化氫與有機(jī)硫，在出塔后的氣體中，需將其中的二氧化碳含量降低，并且將其中硫含量降低到要求之后，才可進(jìn)行下面的工序。當(dāng)原料氣經(jīng)過(guò)熱再生塔之后，需在洗滌塔里面實(shí)現(xiàn)脫除二氧化碳的操作，并在一定溶解熱的影響下，從洗滌塔中分離出兩股溶液，以實(shí)現(xiàn)冷卻甲醇和氨，并實(shí)現(xiàn)降溫目的。在洗滌塔下塔部分，大部分甲醇溶液得以冷卻后，將其送入閃蒸分離器中，甲醇溶液冷卻后，將大部分溶液送入閃蒸分離器中實(shí)現(xiàn)降壓閃蒸，剩下的小部分進(jìn)行回流操作。再將流出的液體冷卻之后，將其送進(jìn)第二閃蒸分離器中，完成降壓及閃蒸的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，為了減少溶液中的含氫量，需在完成第一閃蒸分離與第二閃蒸分離過(guò)程后，將兩者送出的氣體送入至循環(huán)氣壓縮機(jī)中，實(shí)現(xiàn)加壓冷卻之后，再與原料氣混合，以降低能耗。甲醇中殘余的二氧化碳和硫化氫通過(guò)熱再生塔再沸器進(jìn)行熱再生，將混合器經(jīng)過(guò)多級(jí)操作之后，最終輸出貧甲醇液，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

3 NHD 工藝流程

在NHD工藝流程中，需要在40℃時(shí)將來(lái)自上游的原料氣進(jìn)入NHD脫硫塔的底部，并將其與脫硫溶液混合均勻，達(dá)到完全接觸的目的，以實(shí)現(xiàn)少量的二氧化碳脫除。在分離器與除沫器的共同作用下，可以達(dá)到脫除氣體中液體的含量，并將處理之后的氣體送入下一道工序。

此時(shí)，高壓閃蒸器在對(duì)富液進(jìn)行閃蒸過(guò)程以達(dá)到減壓目的之后，就需要再與再生氣進(jìn)行均勻混合，然后將其送入到精脫硫裝置中。在完成蒸氣過(guò)程之后，在換熱器中將出來(lái)的溶液進(jìn)行減壓操作之后，送入至低壓閃蒸器中。再生塔接收從低壓閃蒸器出來(lái)的溶液。再生塔分為上下兩段，上段是回流段部分，下段是解析氣體段部分。并在再生塔的低端安置再沸器，以實(shí)現(xiàn)脫除二氧化碳以及含硫化物等各種酸性氣體的目的。將貧液進(jìn)行冷卻加壓之后，送至脫硫塔的頂部，并將再生塔頂部抵押閃蒸汽與再生氣經(jīng)過(guò)冷卻處理后，傳輸?shù)剿土蚧厥昭b置進(jìn)行處理。

4 兩種工藝的比較

在比較兩種技術(shù)的先進(jìn)性與運(yùn)行費(fèi)用這兩個(gè)方面后，發(fā)現(xiàn)低溫甲醇洗工藝明顯是優(yōu)于NHD工藝的。但在其他方面比較如下：在吸收能力方面，低溫甲醇洗占優(yōu)。而且低溫甲醇洗工藝具有較高的凈化度，在所需的溶劑方面具有較好的選擇性以及價(jià)格低廉的特點(diǎn)。NHD雖然在技術(shù)上采用了比較先進(jìn)的工藝過(guò)程，操作過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其缺點(diǎn)就體現(xiàn)在操作過(guò)程需要花費(fèi)較高。

5 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合幾個(gè)方面的考慮，在對(duì)于大型的煤制甲醇裝置工廠中，采用低溫甲醇洗工藝可實(shí)現(xiàn)更好的收益。雖然相比NHD工藝，其需要更好的前期投資，但考慮長(zhǎng)期利益的實(shí)現(xiàn)下，卻仍然占有優(yōu)勢(shì)。在長(zhǎng)期的工作過(guò)程中，低溫甲醇洗工藝需要的溶劑無(wú)需經(jīng)常購(gòu)買，實(shí)現(xiàn)的廢液可以達(dá)到完全回收，并且溶劑損耗較少，在這個(gè)方面的考慮下，低溫甲醇洗在投資、運(yùn)行費(fèi)用、環(huán)保型以及技術(shù)可靠性方面都具有較好的優(yōu)勢(shì)。

[1] 劉尚享.煤制甲醇裝置酸性氣體脫除工藝技術(shù)的選擇[J].天津化工，2011，（1）：44-45.

Selection and Analysis of Acid Gas Removal Technology in Coal Methanol Plant

Xu Long-jun

TQ223.121

A

1003–6490（2017）09–0019–01

2017–06–12

徐龍軍（1978—），男，陜西延安人，工程師，主要從事安全管理。