酚氨回收在煤制天然氣項目中的合理應用

【摘? 要】在煤制天然氣生產項目中，針對廢水處理這一問題必須謹慎。利用氨酚回收單元這一工藝能夠較好影響廢水處理流程，確保煤制天然氣項目平穩運行。所以本文中就簡單介紹了氨酚回收單元工藝3種具體方法，并對現有3種工藝中所存在的共性問題進行了詳細討論。

【關鍵詞】氨酚回收;煤制天然氣項目;工藝方法;共性問題;廢水處理

引言

氨酚回收工藝中的關鍵就是氨酚廢水處理，它的主要目的就是回收廢水中所存在的酚類、氨類等等物質，可采用溶劑萃取法配合回收。當然，可實現回收的方法很多，在本文中都將得到一一論述。

1.煤制天然氣項目與氨酚回收單元工藝的基本概述

1.1煤制天然氣項目的基本概述

煤制天然氣項目是指代碎煤加壓氣化過程，其合成氣中會存在8%～15%左右的甲烷，屬于目前新型的現代煤化工技術。在該技術過程中，它主要以煤作為原料，在經過氣化、變換、低溫甲醇洗、甲烷化制取處理后生產出煤制氣。就目前來看，我國天然氣資源的需求缺口正在逐漸擴大，截止到2020年，我國的煤制氣年產量已經達到200億m3，不過在煤制氣生產過程中會產生大量的廢水，再加之我國西部煤制氣主力生產區存在水資源嚴重匱乏這一問題，這就導致了高效處理廢水循環技術難題，它在一定程度上限制了我國煤制天然氣項目的穩定發展。

1.2氨酚回收單元工藝的基本概述

從目前我國已有的煤制天然氣項目看來，它一般所采用的是固定床配合加壓氣化技術，其技術中所產生的粗煤氣摻雜了各種不同類型的難處理有機物，其在凈化后就會產生酸性氣體，其氣體中的高含酚氨、高COD廢水濃度特別之高，這就是煤氣化廢水的主要成分。就這一點看，國內所采用的煤氣化廢水處理工藝主要為化工分離+升華處理二段結合，它可確保煤氣化廢水處理到位，

傳統煤氣化廢水處理工藝主張先脫除油塵、懸浮物部分，然后再利用到酚酞回收工藝，脫除其中所含有的酸性與酚氨氣體，降低COD值，引導煤氣化廢水處理進入最終的中水回用工段，實現對煤氣化廢水的二次回用。在這其中，酚氨回收單元工藝對于廢水處理的整個流程影響非常之大，這其中必須判斷回收工藝實施后的出水水質是否已經達到生化可處理指標，對酚類與氨氮類物質進行分析，了解抑制其生化微生物活性的相關原理，最大限度降低廢水的可生化性。如此操作對于生化系統的建設并不十分有利，非此需要提出更多實效性更強的氨酚回收工藝內容。

3.煤制天然氣項目中氨酚回收單元工藝的方法分析

如上文所述，煤制天然氣項目中氨酚回收單元工藝方法很多，最主要的包含3種，下文將簡單介紹這3點工藝方法的合理應用。

3.1脫酸—脫氨—萃取脫酚—溶劑回收工藝方法應用分析

這一氨酚回收單元工藝中主要對煤氣化廢水內容進行換熱處理，將其分為冷熱兩股精料，從填料上端、第一塊塔盤位置將廢水導入到脫酸塔中，并在脫酸塔頂部送入酸性氣體流入到回收單元中。這一做法的關鍵是保證脫氨塔頂部成功采出粗氨氣，送入到三級分凝系統中，最后利用稀氨水、稀NaOH對煤氣化廢水進行噴淋洗滌處理。該過程是追求實現二級逆流萃取過程的，其萃取對象主要為進入了酚塔的精餾內容，從塔底直接采出大量粗酚產品，最后利用水塔塔釜繼續實施后續生化處理即可。

在回收單元工藝中，它主要將功脫氨與脫酸單元置于同一個汽提塔中并進行脫酸脫氨處理，配合甲基異丁基酮代替原有使用的萃取劑進行煤氣化廢水處理，該處理工藝流程被稱為“單塔流程”。單塔流程是能夠被合理應用于程度最高級的酚氨回收工藝過程中的，它的項目處理效果相當良好，表現也極為穩定。

3.2脫酸—脫氨—萃取脫酚—側線采氮工藝方法應用分析

這一工藝流程中加入側線采氮工藝流程，它與溶劑回收工藝流程頗為類似，它也會對煤氣化廢水進行脫酸處理與脫氨處理。處理過程中主要首先從脫氨塔塔頂位置采出大量粗氨氣，將粗氨氣直接送入到氨精制單元中，最后將廢水送入到萃取塔中，用于萃取酚塔精餾回收中所留下的萃取劑部分，最終產出大量粗酚產品。該工藝不同于溶液回收工藝的一點是它還在水塔側線采氮中加入了大量的稀釋堿液，其工藝流程中的工業化應用技術要點較多。不過它的劣勢在于水塔側線的采氨效果還有待加強，存在出水過程中總氨含量過高這一現實問題。

3.3酸化萃取脫酚—脫酸脫氨—溶劑回收工藝方法應用分析

最后一大工藝主要將煤氣化廢水首先送入到CO2飽和塔中進行酸化處理，然后混合澄清萃取罐中的萃取劑實施多級萃取（至少五級），萃取液體后大量粗酚產品從塔底直接流出，流入到脫酸塔之中。此時要在脫酸塔塔頂位置提取出大量的酸性氣體直接送入到溶劑洗滌塔之中，采用粗酚回收少量溶劑部分，稀釋溶解中的稀堿液部分，最終保證將粗氨氣直接送入到氨精制系統中，提取合格的氨產品。在這里，需要將脫氨塔直接設置為后續生化處理單元，保證工藝處理過程有效到位，解決傳統中工藝實施效果相對偏差、流程偏長且投資偏大等等不利問題。

4.煤制天然氣項目中氨酚回收單元工藝的共性問題分析

考慮到在煤制天然氣項目中對氨酚回收單元工藝的應用與處理相對復雜，所以必須結合其實際運行過程展開分析，了解工藝實施過程中可能存在的幾點共性問題。

4.1對氨的提效與提質問題

這里要探討一點總氨的脫除效率問題，針對煤氣化廢水中的固定氨、游離等等進行分析，設置一套完整的氨酚處置單元，保證對過量氨氮中所存在的后續生化處理單元負荷進行調整，有效提高氨氮的脫除效率。比如說，可直接增加塔底再沸器的加熱負荷，確保脫氨塔側線抽出氨氮量到位。如此對氨進行處理可有效降低塔底部氨的含量，對總氨采出量也能形成一定良性影響。

再一點就是要提高固定氨的有效脫除率，它主要在水中進行電離生成NH4+，在偏堿性環境中保證NH4+與OH-發生反應生成NH3·H2O，確保二者在加熱條件下繼續分解生成新的NH3。如果堿液成分有所增強，其平衡反應中所生成的NH3量也會增多。總體來說，應該合理利用比稀氨水反應與稀NaOH溶液反應生成酚類物質與酸性氣體，它的化學反應原理應該體現如下：

4.2對酚的提效與提質問題

在脫酚過程中要集合各種萃取劑，配合潛在有機物、篩選規則排除目標萃取物中的物性內容，保證萃取過程符合篩選規則。首先，應該保證萃取劑沸點不宜過低，如此可有效避免萃取劑分離組分離形成大量難以處理的共沸物。再者就是對其密度進行分析，了解萃取劑與水在密度上存在較大密度差距，所以基于溶解度分析對萃取劑水中溶解度內容進行處理，避免溶解度過大對水混溶造成影響，導致無法分離。正確的做法應該是對萃取單元中的脫酚效率進行調整，確保脫酚實驗效果到位，在室溫條件下成功脫酚，為煤化工廢水處理過程提質提效。

5.總結

由于煤制天然氣在生產過程中會產生含有酸性氣體、氨酚污染物的氣化污水，所以需要結合本文所提出的3點氨酚回收單元工藝對煤氣化廢水進行科學合理處理，有效提高煤制天然氣生產單元工藝，改造提升生產項目經濟生態效益。

參考文獻

[1]劉永健，王波，夏俊兵， 等.煤制天然氣酚氨回收工藝分析與探討[J].化工進展，2019，38（5）：2506-2514.

[2]秦江艷，劉耀明，曹文晉， 等.碎煤加壓氣化酚氨回收技術工藝探討[J].能源化工，2015，36（6）：14-19.

[3]沈志明.煤制氣污水處理及回用技術的工藝及其優化研究[D].湖北：武漢工程大學，2017.

作者簡介：胡琳琳（1991.7-），女，漢族，內蒙古赤峰人，本科，高級工程師，研究方向為化學工程與工藝。