低温甲醇洗技术在煤化工中的应用

低温甲醇洗技术在煤化工中的应用

姬广耀

山东恒信高科能源有限公司  山东泰安  271411

摘要：低温甲醇洗技术本质上来说属于一种物理吸收方法，能够通过有机溶剂完成酸性气体的气液平衡，并遵守亨利定律。根据对亨利定律的分析可知，当气体分压越高，则在溶液中的溶解度也会随之提升，因此通过增加酸性气体组分分压的方式，能够促进酸性气体的吸收。同时甲醇溶液的溶解度通常与温度呈反比关系，即温度下降，则甲醇酸液溶解度会随之提升，至于氢气、一氧化氮等组分则不会出现剧烈变化，因此该方法通常适用于低温环境下操作。

关键词：低温甲醇洗技术；合成天然气；煤化工产业

引言

低温甲醇洗技术是指将甲醇有机溶剂作为吸收剂，借助其在低温环境下能够对酸性气体产生极高溶解度的特性，完成原料中酸性气体的脱除净化。为了确保后续提出的低温甲醇洗技术在煤化工中的应用路径更具有针对性与实用性，首先要对低温甲醇洗技术的主要特点进行深入了解。

1低温甲醇洗技术特点

(1)对酸性气体有较强的吸收能力，能保持较高的气体净化程度。根据调查，净化后的气体中总硫可降至0.1μL/L，二氧化碳可降至10μL/L;在不同的吸收塔中分阶段脱碳，回收的二氧化碳纯度可满足尿素生产要求，还可通过Claus法从富硫化氢尾气中直接制硫;(3)化学稳定性好，溶剂在吸收过程中不会起泡，有利于稳定生产;(4)甲醇溶剂在低温环境下再生能耗相对较小，能较好地节约溶剂循环量。且运营成本低;(5)甲醇溶液腐蚀性几乎为零，无需防腐操作，可减少设备投资;(6)甲醇溶剂价格低廉，易得，来源广泛。在实际使用中还应注意到，低温甲醇洗涤技术虽然具有上述特点，但也存在一定的缺点，如工艺流程较长，再生工艺相对复杂，会对后续的操作维护提出更高的要求。

2低温甲醇洗技术在应用过程中存在的不足之处

2.1合成氨过程

在合成氨过程中，许多煤化工企业对低温甲醇洗净化设备的冷量控制不足，进而引发一系列问题。比如大化集团在采用合成氨设备净化工时通过林德低温甲醇洗联合流程，实现酸性组分的吸收。在低温甲醇洗设备开车运行一段时间之后便发现能量不足，尤其在高温季节此类现象极为明显，究其原因在于安氨吸收制冷设备存在异常状况，导致贫液吸收液量严重不足，且温度会大幅度上升，影响稀氨水的吸收效果，最终引发吸收压力过高，氨压机负荷偏小，使低温甲醇洗冷量无法满足实际需要。当吸收温部分温度异常时甲醇吸收效果则会大幅度降低。除此之外，低温甲醇洗设备本身的保冷效果不佳，各类换热器运行状况一旦出现异常，同样会引发系统工艺的冷量不足。上述问题都会在一定程度上破坏低温甲醇洗技术的净化效果，为此某地方科技有限公司利用壳牌粉煤气化工艺代替以往的气化生产合成氨方式。但根据分析显示其配套的低温甲醇洗设备也难免会在试车过程中出现冷量不足的问题。笔者认为若想控制好低温甲醇洗净化装置净化效果的影响因素应当采用提升循环水质、增加氨冷气排油储罐的方式来确保甲醇消耗量能够满足设计值，利用降低换热器结垢、及时更换新型保冷材料的方法，确保低温甲醇洗装置的净化效果达到工艺需要。

2.2甲醇再生塔结垢

如果甲醇清洗装置没有及时清洗和维护，很容易产生大量的结垢，影响甲醇清洗的应用效率。以云南解华公司煤制合成氨系统为研究对象，由于低温洗甲醇设备中甲醇再生塔缺乏定期的维护和清洗处理，结垢现象严重，不利于再生塔的性能发挥。同时甲醇溶液中的焦油、粉尘等杂质在系统中不断聚集，容易造成安全事故。为了去除生产中甲醇的污垢，化肥厂采用碱性SAA有机溶剂形成的复合清洗剂对甲醇再生塔进行清洗。该清洗剂的5%水溶液在沸点温度下能达到优异的去除率。污垢的效果。又如山东某化工公司的低温甲醇洗涤装置，长期不干净，产生了一定的污垢。为了解决这类问题，相关技术人员在分析设备参数和水垢样品组成的基础上，制定了有针对性的正反循环清洗。之后，通过水力试验、水冲、人工清洗、包装检查等一系列措施，将设备污垢彻底清洗干净，从而提高低温甲醇清洗的应用效率。

3改善低温甲醇洗技术在煤化工中应用的有效方法

3.1煤制甲醇

甲醇不单是煤化工产业的重要原料，也是生产乙酸、二甲醚等化工产品的基础原料，为了更好地满足我国经济可持续化发展的刚性需求，契合不断提升的原油价格，更好的应对逐渐攀升的生产成本，需要进一步推动煤制甲醇的发展。由于煤制甲醇本身需要涉及诸多化学反应，工艺流程相对复杂，需要煤炭依次经过煤气化、低温甲醇洗等过程，才可制得甲醇，且之后还要进行深加工才可制得二甲醚、丙烯、乙烯等化工原料。为了确保后续提出的改善方法更具有可靠性，笔者以兖矿化工企业的甲醇项目作为研究对象，该企业以高硫煤作为基础原料通过德士古气化进行原料气的生产，在经过中温转换后，利用鲁奇塔低温甲醇洗工艺，实现变换器的脱硫脱碳处理，最终将净化气输入压缩机完成加压处理。再流入合成塔获得粗甲醇，在采用低温甲醇洗技术的过程中，要确保变换器压力控制在5MPa左右，甲醇温度不得超过-50℃，且水含量应当低于1%，同时还要合理调控多段吸收与闪蒸，使低温甲醇洗系统能够稳定运行，最终满足总硫低于0.1mg/L的净化工艺目标。此外为了解决甲醇配套低温甲醇洗主洗塔上的积液问题，还要利用提升系统压力的方式，降低甲醇循环量，确保积液得到及时清理。

3.2煤制天然气

我国对天然气资源的需求日益增加，而我国自身的天然气储备资源不足，因此煤制天然气行业成为许多公司的重点。煤制天然气可以理解为以煤为原料、气化、低温洗甲醇等。该工艺使净化后的气体进入固定床甲烷化反应器，借助Drudge技术实现了天然气的合成。燃料工厂的过程coal-to-natural气体过程为研究对象,在美国燃料工厂使用煤作为原料,采用鲁奇固定床煤气化的治疗压力,并将合成气体传递到低温甲醇通过公司转变清洗设备,净化硫化氢等酸性组件的实现,最后传递到甲烷化合成器生产合成天然气。此外，近年来国内外规划建设的一批煤制天然气项目也采用了低温甲醇洗净技术。原料气经过提纯和顺序转化后，最后进入甲烷化合成塔，采用大卫甲烷化工艺获得天然气。气体净化过程中采用林德低温甲醇洗涤技术，去除硫化氢等成分。韩国天然气合成项目采用美国康菲公司的水煤浆气化技术和林德公司的低温甲醇洗涤工艺，实现了合成器的脱硫净化处理。本项目已完成可行性研究报告，并通过技术分析验证了技术方案的可行性，证明低温甲醇洗涤技术能保持极强的酸性气体吸收性能，且具有一定的选择性，并能实现吸收塔和分析塔的气液平衡。

结束语

综上所述，通过对低温甲醇洗技术的特点进行分析讨论，提出低温甲醇洗技术在应用过程中存在的不足之处，并阐述一系列切实可行的优化方法，以此充分发挥该技术选择性好、吸收力强、费用低的优势，促进煤化工产业的经济效益提升，实现企业的可持续发展。

参考文献

[1]李斌.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].山西化工,2019,39(01):132-133+142.

[2]王小兵.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用探讨[J].化工管理,2018,No.497(26):60.

[3]佟黎明.低温甲醇洗技术在煤化工企业应用进展[J].化工管理,2018,No.494(23):217.

[4]李学飞,骆建国.低温甲醇洗技术在煤化工中的应用[J].煤炭与化工,2018,41(07):141-143.

[5]张波.低温甲醇洗技术在煤化工中的应用实践[J].当代化工研究,2018,No.29(05):53-54.