低溫甲醇洗技術(shù)中酸性氣體應(yīng)用研究

劉都現(xiàn)　劉維濤

摘 要：低溫甲醇洗技術(shù)是一種利用冷甲醇作為溶劑，溶解CO2、、等酸性氣體的一種氣體凈化方法。它在我國多種生產(chǎn)裝置中都得到了廣泛的應(yīng)用，如甲醇合成、工業(yè)制氫、城市煤氣、天然氣脫硫等裝置。為了能夠使低溫甲醇洗技術(shù)可以更加方法且有效的應(yīng)用。本文將對低溫甲醇洗技術(shù)中酸性氣體的應(yīng)用研究這一課題進(jìn)行深入的研究及分析。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗技術(shù)；酸性氣體；應(yīng)用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.008

0 引言

低溫甲醇洗工藝是德國林德公司和魯奇公司共同開發(fā)的采用物理系手法的一種酸性氣體凈化工藝，該工藝使用冷甲醇作為酸性氣體吸收液。因為甲醇在-60℃左右的低溫下，可以溶解酸性氣體，并且將原料中的、CO2及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)分解出去。利用甲醇應(yīng)用原理而推出的低溫甲醇洗技術(shù)在生產(chǎn)裝置凈化方面有很大的應(yīng)用效果。

國內(nèi)外低溫甲醇洗技術(shù)發(fā)展情況說明

國外概況。自1954年德國魯奇公司在南非合成燃料廠建立世界上第一個工業(yè)化低溫甲醇洗示范裝置開始，低溫甲醇洗凈化裝置便得到了大量的生產(chǎn)與運行，使得其成為凈化大型合成氨裝置的有效措施。魯奇公司所推出的低溫甲醇洗裝置的工藝流程是：氣化—脫硫—變換—脫碳，從而完成裝置凈化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，低溫甲醇洗凈化裝置不斷完善的同時，其在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛。其實，魯奇公司推出的低溫甲醇洗凈化裝置存在一個較大問題，那就是內(nèi)部無法進(jìn)行甲醇制冷，甲醇制冷需要通過外部作用才能實現(xiàn)，這使得低溫甲醇洗裝置的應(yīng)用不僅麻煩，而且消耗較多能量。林德公司針對魯奇公司所制定的低溫甲醇洗凈化裝置存在的不足，提出了改正措施，即設(shè)置出高效繞管式換熱器，利用其可以進(jìn)行多股物流組合換熱，加快甲醇制冷效果的同時，還能降低能量的消耗。如此，酸性氣體低溫甲醇洗技術(shù)在國外應(yīng)用越來越好[1]。

國內(nèi)概況。對于低溫甲醇洗技術(shù)的研究，我國是開始于20世紀(jì)70年代。當(dāng)時，由中石化蘭州設(shè)計院、南華集團(tuán)研究院、浙江大學(xué)、上海化工研究院等單位以低溫甲醇洗技術(shù)的基礎(chǔ)理論為研究依據(jù)，對其進(jìn)行了深入的分析和研究，進(jìn)而取得了顯著成果，使得低溫甲醇洗技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛。從近些年我國低溫甲醇洗凈化裝置制造情況來看，多個大型重機(jī)械生產(chǎn)公司，能夠生產(chǎn)出不同種類的低溫甲醇洗凈化裝置，使其硫化氫濃縮塔、變換氣吸收塔、煤氣甲醇吸收塔等關(guān)鍵設(shè)備中具有非常重要的作用。但相對于國外來講，我國在低溫甲醇洗技術(shù)發(fā)展上還存在諸多不足，需要相關(guān)研究人員不懈努力[2]。

酸性氣體低溫甲醇洗技術(shù)應(yīng)用

1 酸性氣體低溫甲醇洗技術(shù)優(yōu)勢

酸性氣體低溫甲醇洗技術(shù)具有較強的應(yīng)用性，其主要的作用是去除變換氣中的酸性氣體成分。它是一個物理過程，用低溫甲醇來作為吸收液，將溫度設(shè)置在-60℃，甲醇的溶解性增強，可以溶解CO2、、等。基于此點，其具有以下優(yōu)勢：

（1）吸收力強。溫度在-60℃時，甲醇的溶解性增強，其可以吸收溶解CO2、、。按照標(biāo)準(zhǔn)計算可以確定，在3.1MPa壓力、-60℃溫度條件下，甲酸溶液可以溶解160～180CO2比NHD溶液的溶解效果好很多。因此，技術(shù)的吸收力較強。

（2）選擇性好。低溫甲醇洗工藝應(yīng)用中，對酸性氣體的脫硫脫碳處理可以在兩個吸收塔或一個吸收塔內(nèi)進(jìn)行，但CO2、的回收程度不同。所以，再利用低溫甲醇洗工藝中，工作人員可以根據(jù)實際情況，合理的設(shè)置，使其充分發(fā)揮作用。

（3）凈化度高。為了了解低溫甲醇洗技術(shù)的凈化度，相關(guān)人士對利用低溫甲醇洗裝置脫硫脫碳處理后的凈化氣中，對CO2、的體積進(jìn)行了計算，確定低溫甲醇洗技術(shù)的凈化度較高，利用此技術(shù)來凈化生產(chǎn)裝置，可以避免甲烷化、氨合成等工序催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）操作費用低。甲醇溶液具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，且黏度和腐蝕性小。在利用低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，其一次性投入的費用較多，但在后續(xù)應(yīng)用的過程中，利用甲醇即可完成生產(chǎn)裝置凈化，無需在投入大量資金。相比較NHD工藝而言，其操作費用是較低的[3]。

2 酸性氣的利用

從現(xiàn)狀看，酸性氣利用包含著硫化氫回收成硫磺、二氧化碳的液態(tài)回收。

若采用了氧化還原來脫硫，則可選取強酸性的、含有高價鐵離子的反應(yīng)液。經(jīng)過氧化吸收了硫化氫，這種流程還包含了電解氫氣。現(xiàn)存硫化氫可回收的氫氣及硫磺仍處在探究中，有待后期的改進(jìn)。氧化吸收了硫化氫，這種反應(yīng)要調(diào)整最合適的壓力、進(jìn)氣的總流速、攪拌液體的速度，它們都有著顯著的反應(yīng)影響。氧化液可以再生，要調(diào)控足夠低的電解壓力。電解陰極得到純凈的氫氣，陽極得到了氧化液，可供循環(huán)利用。

制作液態(tài)的二氧化碳必備制冷機(jī)組，機(jī)組提供了有待交換的冷能。還要提供蒸汽熱能，讓二氧化碳可以再次汽化。二氧化碳液態(tài)回收可除去多余的冷凝水，提高回收得到的功效。回收足夠的冷能，冷凝器降低了進(jìn)入氣流的溫度。回收步驟降低了必要的供應(yīng)冷能，也減小了汽化必要的蒸汽能源。經(jīng)過熱交換以后，液態(tài)物質(zhì)被送入了汽化器，從相對角度上降低了消耗的必要蒸汽。

3 結(jié)束語

綜合以上對酸性氣體低溫甲醇洗技術(shù)的分析，可以確定其科學(xué)、合理、有效的應(yīng)用，能夠有效凈化生產(chǎn)裝置，使CO2、等酸性氣體有效溶解，并有效處理廢氣。所以，低溫甲醇洗技術(shù)酸性氣體具有較強的應(yīng)用性，值得廣泛的應(yīng)用。在我國科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展的情況下，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)一致力于低溫甲醇洗技術(shù)酸性氣體的研究與創(chuàng)新，提高其應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]張繼龍，馬銳.低溫甲醇洗在煤氣凈化中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，5（28）：1439.

[2]趙鵬飛，李水弟，王立志等.低溫甲醇洗技術(shù)及其在煤化工中的應(yīng)用[J].化工進(jìn)展，2012，31（11）：2442-2448.

[3]譚振啟.分析低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的運用[J].黑龍江科技信息，2015（05）：37.

[4]陳威.魯奇低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工項目中的技術(shù)改進(jìn)[J].中國化工貿(mào)易，2015（29）：167.