低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的應(yīng)用

張曉琪　相美燕

摘 要：煤經(jīng)氣化爐加壓氣化后得到的變換氣中不僅含有氫氣和一氧化碳，還含有一定量的二氧化碳、硫化氫和羰基硫等酸性氣體，各種氣體的含量主要是受氣化的工藝條件和方法影響而產(chǎn)生的變化。如果不能很好的去除和降低這些酸性氣體，則會導(dǎo)致下游工序觸媒中毒，進(jìn)而發(fā)生生產(chǎn)異常。低溫甲醇洗技術(shù)其氣體凈化工藝較為高效、不但吸收能力大、而且選擇性好的同時氣體凈化度程度也很高。低溫狀態(tài)下的甲醇在-30℃到-70℃的低溫下，甲醇可以脫除氣體中的H2S、COS、CS2、汽油、RSR、C4H4S、芳香烴、CO2、HCN、NH3等多種雜質(zhì)，此外還可以脫除水進(jìn)而起到干燥氣體的作用。目前，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于煤制甲醇、煤制烯烴等煤化工企業(yè)，并得到了較好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗技術(shù);煤化工;應(yīng)用

1 技術(shù)特點

低溫甲醇洗技術(shù)具有如下主要特點：①凈化的程度較高甲醇本身具有選擇性吸收酸性氣體能力，并能對這些酸性氣體清洗效果好。如H2S、CO2、COS等酸性氣體，尤其對于CO2和H2S吸收能力最佳;②具有高效的循環(huán)使用性能由于低溫甲醇洗是一種比較典型的物理凈化方法，它能在吸收的過程中可以盡可能的避免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠做到過程中不起泡、不中毒、不溶劑摻雜混亂，能夠很好的體現(xiàn)循環(huán)操作使用的穩(wěn)定性能;③具有較為低廉的操作成本甲醇溶液化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較好，并且其黏度、腐蝕性均較小，無需加入消泡劑。采用低溫甲醇洗工藝技術(shù)，即使購置裝置的一次性投入相比其他工藝技術(shù)略高，但是其在后續(xù)工藝運行中能耗低并且凈化度高。綜合考慮，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于NHD工藝，因此目前國內(nèi)煤化工企業(yè)大多數(shù)采用低溫甲醇洗凈化工藝技術(shù);④低溫甲醇洗技術(shù)吸收能力強(qiáng)研究表明，即使是在同一壓力下，同等甲醇溶液比同等其他溶液吸收酸性氣體的能力更強(qiáng)。也就是說，吸收等量酸性氣體時低溫甲醇溶液裝置總耗能及循環(huán)量都比其他溶液總耗能及循環(huán)量小的多，如聚乙二醇二甲醚液等;⑤高選擇性低溫甲醇洗技術(shù)的高選擇性主要體現(xiàn)在其對酸性氣體的脫硫和脫碳可在2個吸收塔或同一個塔內(nèi)分段選擇性的進(jìn)行，回收到的CO2純度能夠用于尿素生產(chǎn)，而且還可以直接從富含H2S的尾氣中回收單質(zhì)硫磺作為副產(chǎn)品，從未提高經(jīng)濟(jì)效益。

2 低溫甲醇洗技術(shù)及其在煤化工中的應(yīng)用

2.1 在煤制甲醇當(dāng)中的應(yīng)用

在煤化工的生產(chǎn)過程當(dāng)中，通常利用煤制甲醇的工藝技術(shù)來獲得甲醇，然而，此工藝技術(shù)具有較高的復(fù)雜性，而且在生產(chǎn)的時候會形成很多不易處理的酸性性質(zhì)的氣體。而在使用低溫甲醇洗技術(shù)的情況下，就能夠使甲醇的損耗情況得到很大的改善，同時還可以讓酸性氣體得到回收并將其在此加以使用。比如，在利用含硫較低的煤炭生產(chǎn)甲醇的過程中，可以借助于氣化爐進(jìn)行原料氣的制取，同時實施耐硫變換，然后用低溫甲醇洗技術(shù)對凈化氣進(jìn)行制取，將產(chǎn)生的凈化氣壓縮為7.5兆帕，最后在合成塔的作用下得到粗甲醛。需要注意的是，一定要使用低溫甲醇洗技術(shù)對變化階段加以處理，使酸性氣體能夠完全得以脫除，以此確保酸性氣體不會影響到催化劑的使用時間。

2.2 在煤制合成氨當(dāng)中的應(yīng)用

在利用煤取得合成氨的過程中，要利用低溫甲醇洗技術(shù)對其中形成的粗煤氣進(jìn)行相應(yīng)的處理。在處理的時候，要先使用煤氣化的相關(guān)工藝來得到粗煤氣，然后對粗煤氣實施一氧化碳的轉(zhuǎn)化和酸性氣體的脫除工作，在合成器內(nèi)部將氨合成出來。在對酸性氣體實施脫除的時候，可根據(jù)魯奇低溫洗六塔的相關(guān)流程，對變換氣的質(zhì)量、系統(tǒng)中的溫度和甲醇的循環(huán)總量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。借助于這種裝置取得的硫量一般情況下都會小于0.1μL/L，這樣就能夠確保后續(xù)的生產(chǎn)與工藝的實施具有較高的安全性。低溫甲醇洗技術(shù)不同于其他的工藝技術(shù)，其在對合成氨進(jìn)行制取的過程當(dāng)中，都呈現(xiàn)出了溶劑損耗低、工藝耗能少以及氣體凈化度高的特點。

2.3 在煤制天然氣當(dāng)中的應(yīng)用

在煤制天然氣的生產(chǎn)當(dāng)中使用低溫甲醇洗技術(shù)，能夠使煤氣在被凈化后，流向甲烷化反應(yīng)器的內(nèi)部，以此使制取出的天然氣具有較高的純度。在氣體煤化工的生產(chǎn)中，煤制天然氣生產(chǎn)時的過程是具有較高復(fù)雜性的，在完成了煤炭氣化與一氧化碳轉(zhuǎn)化后，還要用低溫甲醇洗技術(shù)對煤氣進(jìn)行進(jìn)一步的凈化。比起其他的凈化煤氣工藝，低溫甲醇洗技術(shù)在壓力和溫度的設(shè)定方面有著更好的效果，可以將煤氣當(dāng)中含有的硫化氫、COS和二氧化碳等氣體進(jìn)行充分的脫除，以此確保制取天然氣的過程可以更加的安全。實際上，在酸性氣體的脫除方面，許多發(fā)達(dá)國家早已大范圍的采用了低溫甲醇洗技術(shù)。

3 結(jié)論

對于現(xiàn)階段的情況而言，低溫甲醇洗技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?qū)λ嵝詺怏w起到很好的脫除效果，并且還能減少脫除酸性氣體所耗費的成本費用，此技術(shù)在很大程度上推動了當(dāng)下各大煤化工企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。然而，當(dāng)前的低溫甲醇洗技術(shù)還并不是十分的成熟，在使用的時候仍然會存在著一些問題，因此，相關(guān)的技術(shù)人員一定要對其不斷的實施深入的研究和改進(jìn)，以此讓我國的煤化工行業(yè)能夠更快更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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