低溫甲醇洗技術在煤化工中的應用

張曉琪　相美燕

摘 要：煤經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，則會導致下游工序觸媒中毒，進而發生生產異常。低溫甲醇洗技術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，此外還可以脫除水進而起到干燥氣體的作用。目前，該技術已經被廣泛用于煤制甲醇、煤制烯烴等煤化工企業，并得到了較好的應用效果。

關鍵詞：低溫甲醇洗技術;煤化工;應用

1 技術特點

低溫甲醇洗技術具有如下主要特點：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生化學反應，能夠做到過程中不起泡、不中毒、不溶劑摻雜混亂，能夠很好的體現循環操作使用的穩定性能;③具有較為低廉的操作成本甲醇溶液化學穩定性和熱穩定性較好，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，即使購置裝置的一次性投入相比其他工藝技術略高，但是其在后續工藝運行中能耗低并且凈化度高。綜合考慮，其技術經濟性優于NHD工藝，因此目前國內煤化工企業大多數采用低溫甲醇洗凈化工藝技術;④低溫甲醇洗技術吸收能力強研究表明，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。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量都比其他溶液總耗能及循環量小的多，如聚乙二醇二甲醚液等;⑤高選擇性低溫甲醇洗技術的高選擇性主要體現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分段選擇性的進行，回收到的CO2純度能夠用于尿素生產，而且還可以直接從富含H2S的尾氣中回收單質硫磺作為副產品，從未提高經濟效益。

2 低溫甲醇洗技術及其在煤化工中的應用

2.1 在煤制甲醇當中的應用

在煤化工的生產過程當中，通常利用煤制甲醇的工藝技術來獲得甲醇，然而，此工藝技術具有較高的復雜性，而且在生產的時候會形成很多不易處理的酸性性質的氣體。而在使用低溫甲醇洗技術的情況下，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甲醇的過程中，可以借助于氣化爐進行原料氣的制取，同時實施耐硫變換，然后用低溫甲醇洗技術對凈化氣進行制取，將產生的凈化氣壓縮為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 在煤制合成氨當中的應用

在利用煤取得合成氨的過程中，要利用低溫甲醇洗技術對其中形成的粗煤氣進行相應的處理。在處理的時候，要先使用煤氣化的相關工藝來得到粗煤氣，然后對粗煤氣實施一氧化碳的轉化和酸性氣體的脫除工作，在合成器內部將氨合成出來。在對酸性氣體實施脫除的時候，可根據魯奇低溫洗六塔的相關流程，對變換氣的質量、系統中的溫度和甲醇的循環總量進行適當的調整。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的生產與工藝的實施具有較高的安全性。低溫甲醇洗技術不同于其他的工藝技術，其在對合成氨進行制取的過程當中，都呈現出了溶劑損耗低、工藝耗能少以及氣體凈化度高的特點。

2.3 在煤制天然氣當中的應用

在煤制天然氣的生產當中使用低溫甲醇洗技術，能夠使煤氣在被凈化后，流向甲烷化反應器的內部，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中，煤制天然氣生產時的過程是具有較高復雜性的，在完成了煤炭氣化與一氧化碳轉化后，還要用低溫甲醇洗技術對煤氣進行進一步的凈化。比起其他的凈化煤氣工藝，低溫甲醇洗技術在壓力和溫度的設定方面有著更好的效果，可以將煤氣當中含有的硫化氫、COS和二氧化碳等氣體進行充分的脫除，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，許多發達國家早已大范圍的采用了低溫甲醇洗技術。

3 結論

對于現階段的情況而言，低溫甲醇洗技術的有效應用能夠對酸性氣體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，此技術在很大程度上推動了當下各大煤化工企業的發展進程。然而，當前的低溫甲醇洗技術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，相關的技術人員一定要對其不斷的實施深入的研究和改進，以此讓我國的煤化工行業能夠更快更好的發展。

參考文獻：

[1]楊釗.淺析低溫甲醇洗技術在煤化工中的應用[J].煉油與化工，2017，28（06）：32-34.

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