低溫甲醇洗技術(shù)煤化工中的應(yīng)用研究

張萌萌 李娜 趙明霞

摘 要：低溫甲醇洗技術(shù)由于具有良好的選擇性、極高的凈化性以及較低的耗能性等一系列優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前較為環(huán)保的一種氣體凈化生產(chǎn)方式，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有很大的優(yōu)勢(shì)，所以已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國(guó)的化工行業(yè)。基于此，本文首先簡(jiǎn)要介紹了低溫甲醇洗技術(shù)的原理、特點(diǎn)以及工藝流程，然后在此基礎(chǔ)上深入闡述了低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工行業(yè)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗技術(shù)；煤化工；工藝；應(yīng)用

低溫甲醇洗技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、使用方便且環(huán)保經(jīng)濟(jì)等一系列顯著優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于我國(guó)的煤化工行業(yè)中，不僅僅有利于極大地推動(dòng)煤氣化制成合成氣行業(yè)的發(fā)展，而且還有利于進(jìn)一步緩解我國(guó)當(dāng)前資源能源嚴(yán)重短缺的現(xiàn)狀，由此可見(jiàn)，低溫甲醇洗技術(shù)未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿κ欠浅＞薮?、不可估量的。但是，我?guó)當(dāng)前對(duì)于低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工行業(yè)的應(yīng)用的研究還停留在較淺的層面，因此，探討低溫甲醇技術(shù)在煤化工行業(yè)的應(yīng)用對(duì)煤化工行業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 低溫甲醇洗技術(shù)原理

低溫甲醇洗技術(shù)是一種物理吸收防腐形式，它能夠使得有害的酸性氣體溶解于甲醇溶劑之中。該技術(shù)將冷甲醇作為有機(jī)溶劑來(lái)溶解有害酸性氣體，充分地利用了低溫甲醇能夠溶解酸性氣體的特有特性，且與此同時(shí)還能或多或少地吸收一些其他的如：二氧化碳、二氧化硫等有毒有害氣體。低溫甲醇技術(shù)主要分為解吸和多端吸收兩個(gè)重要組成部分。下面就低溫甲醇技術(shù)在煤化工行業(yè)的具體應(yīng)用實(shí)例作為基點(diǎn)進(jìn)行解釋，其工藝流程主要分為吸收、解吸、溶劑回收三個(gè)階段。首先是吸收工藝，進(jìn)行吸收的主要目的是在甲醇溶劑之中充分溶解原料氣體中的二氧化碳和二氧化硫氣體。為防止進(jìn)行該工藝過(guò)程中出現(xiàn)水凍結(jié)現(xiàn)象，需要在該工藝進(jìn)行之前，將甲醇中的水分去除；其次是解吸工藝，進(jìn)行解吸為了充分的將吸收溶劑中不同溶解度的N2、CO2等氣體釋放，進(jìn)行該項(xiàng)工藝需通過(guò)3個(gè)塔。最后進(jìn)行的工藝是溶劑回收，由于使用低溫甲醇洗技術(shù)過(guò)程中會(huì)使用的有機(jī)溶劑量大，在工作過(guò)程中，N2、CO2等氣體釋放會(huì)帶出一部分甲醇，且有機(jī)溶劑中會(huì)存在殘留的難溶解雜質(zhì)，因此，在最后必須進(jìn)行對(duì)溶劑進(jìn)行回收利用。

2 低溫甲醇洗技術(shù)工藝流程

低溫甲醇洗技術(shù)中主要包括硫化氫吸收塔、二氧化碳吸收塔、氫氣閃蒸塔以及二氧化碳再生塔四個(gè)工藝塔。

①硫化氫吸收塔。該工藝塔主要被用來(lái)洗滌與吸收氣體，原料氣體進(jìn)入硫化氫吸收塔內(nèi)后，首先經(jīng)過(guò)洗滌段甲醇溶劑洗滌，氣體中的水分和部分雜志將被去除，而后，在塔內(nèi)交換氣體中的存在的硫化氫與二氧化碳被吸收，剩余尾氣則流向另一塔段；②二氧化碳吸收塔。二氧化碳吸收塔共有三個(gè)吸收段與兩個(gè)再吸收段，在5個(gè)段中間均設(shè)置有去除甲醇溶液釋放相關(guān)氣體時(shí)所散發(fā)能量的段間交換器；③氫氣閃蒸塔。閃蒸塔共有釋放二氧化碳和氫氣的塔段和濃縮硫化氫的塔段兩個(gè)塔段；④二氧化碳再生塔。該工藝塔的主要目的是對(duì)二氧化碳和硫化氫進(jìn)行再吸收，該塔由4個(gè)組成部分構(gòu)成，為二氧化碳的再生和交換氣之中的其他氣體成分的吸收提供了更優(yōu)質(zhì)的條件。

3 低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的應(yīng)用

3.1 煤制甲醇

甲醇作為生產(chǎn)原料主要被用來(lái)合成乙烯、甲醚等試劑。而近年來(lái)隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，甲醇越來(lái)越被用于更多的方面，在煤化工領(lǐng)域的煤制甲醇工藝過(guò)程比較復(fù)雜，存在有多個(gè)反應(yīng)。例如，首先將煤炭在一氧化碳和煤氣化條件下進(jìn)行處理。而在煤制甲醇工藝后期，則需借助低溫甲醇洗技術(shù)對(duì)甲醇進(jìn)行合成。

3.2 煤制天然氣

天然氣作為一種現(xiàn)代化清潔能源。人們已經(jīng)充分地認(rèn)識(shí)到了天然氣的重要性，同時(shí)也意識(shí)到了我國(guó)天然氣資源的嚴(yán)重短缺，所以國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)開(kāi)始致力于研究煤制天然氣工藝。煤制天然氣是以煤炭作為原料，將煤炭進(jìn)行適當(dāng)?shù)貧饣幚砗拖鄳?yīng)的變化，然后借助低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行氣化之后再最終合成天然氣。實(shí)踐證明，煤制天然氣工藝不僅具有很顯著的溫度和壓力優(yōu)勢(shì)，其凈化功能也是非常強(qiáng)大的。

3.3 煤質(zhì)合成氫

我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在很大程度上都依賴于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，而隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，農(nóng)業(yè)化肥隨之出現(xiàn)，而先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的不斷推動(dòng)也使得農(nóng)業(yè)化肥的產(chǎn)量不斷增加。而想要不斷地增加產(chǎn)量，就需要有大量的原材料，也就是合成氨的供應(yīng)，這就要求相關(guān)的研究部門進(jìn)一步深入研究合成氨技術(shù)。而在煤化工領(lǐng)域之內(nèi)，經(jīng)常利用煤來(lái)制作合成氨。煤制合成氨技術(shù)和煤制甲醇技術(shù)有很大的相似之處，借助低溫甲醇洗技術(shù)來(lái)得到合成氨，然后再使用合成氨來(lái)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)化肥。而經(jīng)過(guò)最終的生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，利用低溫甲醇洗技術(shù)來(lái)進(jìn)行煤制合成氨有利于極大地提升凈化效果，而且制作過(guò)程中所需要的有機(jī)溶液量也比較少，從而能夠極大地減少生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

低溫甲醇洗技術(shù)得益于其良好的選擇性、極高的凈化性以及較低的耗能性等一系列優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)的化工行業(yè)，對(duì)我國(guó)煤化工領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，如：煤制甲醇、煤制合成氨以及煤制天然氣等。而低溫甲醇洗技術(shù)不僅在我國(guó)的化工產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，該項(xiàng)技術(shù)同時(shí)也將自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于全世界的煤化工行業(yè)之中。本文就低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工行業(yè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析，對(duì)其應(yīng)用方法有了一個(gè)較為充分的了解，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員的相關(guān)工作提供一定的參考和幫助。

作者簡(jiǎn)介：

張萌萌（1988- ），女，河南靈寶人，助理工程師，河南開(kāi)祥精細(xì)化工有限公司技術(shù)中心科員。