国内外低温甲醇洗装置发展概况

国内外低温甲醇洗装置发展概况

宋佳兴；程伟霞

广东石化有限责任公司

引言

在当今化工领域，气体净化技术作为保障产品质量与工艺高效运行的关键环节，始终备受瞩目。低温甲醇洗装置，凭借其独特且卓越的净化效能，于诸多化工生产流程里扮演举足轻重的角色。自诞生以来，历经漫长技术沉淀与革新历程，在国际、国内不同产业环境下，呈现出各异的发展轨迹与态势，深刻折射出全球化工科技演进脉络以及本土产业的成长与突破，对梳理化工净化技术发展史、洞察未来走向意义非凡。

1  国内外低温甲醇洗装置发展情况

20世纪50年代初，德国林德公司和鲁奇公司联合开发了低温甲醇洗技术，并于1954年首次应用于南非煤加压气化工业装置的煤气净化。20世纪60年代以后，随着以渣油和煤为原料的大型合成氨装置的出现，该技术得到更广泛应用，被用于城市煤气、合成甲醇、工业制氢、天然气脱硫等气体净化装置.目前全球共有100多套低温甲醇洗装置，其操作压力为2.14～8.10MPa，技术成熟，应用广泛.

20世纪80年代，我国开始引进国外低温甲醇洗专利技术，应用于渣油制氨等装置。国内相关部门和科研单位开展了大量国产化研究工作。国内低温甲醇洗技术逐渐成熟，并在一些领域取得创新成果。低温甲醇洗技术在国内煤化工、合成氨、天然气化工等领域广泛应用，且不断拓展。

2  国内外低温甲醇洗装置发展存在多方面差距

德国林德、鲁奇等公司作为低温甲醇洗技术的先驱，研发起步早，技术底蕴深厚，在基础理论研究、工艺设计及设备制造等方面不断创新，如林德的高效绕管式换热器，可提高换热效率、节省占地等.国内虽有大连理工大学等科研团队取得显著成果，但整体技术研发仍多依赖国外技术引进与消化吸收，自主创新能力较弱，大型煤化工低温甲醇洗装置存在成本高、甲醇损失大、能耗高等问题。国外低温甲醇洗装置规模大且应用广泛，单套装置处理能力可达较高水平，应用于多种领域。国内装置规模与国外存在差距，虽近年有所发展，但整体规模仍偏小，部分大型项目仍需引进国外技术和设备。

国外设备制造技术成熟，可生产高质量、高性能的低温甲醇洗设备，且在低温材料研发和应用方面经验丰富，能满足装置低温、高压等苛刻工况要求，确保装置长周期稳定运行。国内设备制造水平虽有提升，但在关键设备制造精度、可靠性及稳定性上与国外有差距，部分高端设备仍需进口，低温材料研发和生产相对滞后，影响装置整体性能和运行效率。国外注重工艺优化和节能降耗，通过改进工艺流程、采用先进控制技术和节能设备等，降低装置能耗和物耗，提高能源利用效率和经济效益，如通过热集成技术实现能量回收利用。国内虽也在推进工艺优化和节能降耗工作，但受技术水平和资金投入限制，与国外先进水平有差距，部分装置能耗和物耗仍偏高，需进一步加强相关技术研发和应用。国外运行管理和维护经验丰富，有完善的操作规程、质量控制体系和应急预案，操作人员专业素质高，能及时处理装置运行中的问题，确保装置安全稳定运行，同时注重设备预防性维护和检修，延长设备使用寿命。国内运行管理和维护水平不断提高，但在精细化管理、操作人员专业素质及设备维护理念等方面与国外有差距。

3  低温甲醇洗技术优势

低温甲醇洗技术净化效果好，能有效脱除原料气中的酸性气体，如可将变换气中二氧化碳脱至小于20ppm，硫化氢小于0.1ppm，可满足对气体净化度要求极高的生产工艺需求，保障后续生产过程中催化剂的活性和寿命，提升产品质量。低温甲醇洗技术选择性吸收强，可根据溶质溶解曲线特性，选择性地脱除硫化氢和二氧化碳等酸性气体，即含硫成分的吸收和二氧化碳的吸收能够分开进行，便于对不同酸性气体进行分别处理和回收利用。甲醇溶剂化学稳定性和热稳定性良好，不氧化、不降解，且不起泡，可长期稳定使用，减少了溶剂的更换频率和成本。对原料气的组成、流量、压力等变化适应性强，操作范围宽，在不同工况下仍能保持较好的净化效果和稳定运行，可灵活调整生产负荷以满足市场需求。

4  低温甲醇洗技术的应用前景

随着煤化工产业的持续发展，对清洁能源和化工产品的需求不断增加，低温甲醇洗技术作为煤气化领域合成气净化的有效途径，其重要性将愈发凸显。合成氨生产中，原料气中的硫化物会导致催化剂中毒，二氧化碳则会影响合成反应的平衡和效率。低温甲醇洗技术能够将酸性气体脱除至极低浓度，为合成氨提供高质量的原料气，确保合成氨装置的稳定运行和高产率。未来，随着合成氨工业向大型化、高效化发展，对气体净化技术的要求将不断提高，低温甲醇洗技术有望得到更广泛的应用。在天然气开采和加工过程中，需要脱除其中的硫化氢等酸性气体，以满足管道输送和使用的要求。低温甲醇洗技术具有脱硫效率高、选择性好等优点，能够有效提高天然气的质量，降低对环境的污染。

低温甲醇洗技术可用于从含氢气体中脱除二氧化碳等杂质，提高氢气的纯度，满足燃料电池、石油化工等领域对高纯度氢气的需求。在氢能产业快速发展的背景下，低温甲醇洗技术作为重要的氢气净化手段，将为氢能的大规模应用提供有力支持。低温甲醇洗技术不仅能有效脱除酸性气体，还可通过对二氧化碳的回收利用，实现节能减排。

5  低温甲醇洗技术未来的技术改进方向

简化现有复杂的工艺流程，减少换热器等设备的使用数量，降低设备投资和操作难度。如将部分功能相近的塔器或设备进行整合，优化物料和能量的传递过程 。加强工艺过程中的热集成，通过优化换热网络，实现热量的高效回收和再利用，降低装置能耗。例如采用高效的换热器和余热回收系统，将尾气中的热量、闪蒸过程中释放的热量等进行回收，用于预热原料气或加热再生塔等。开发性能更优的低温甲醇洗改性溶剂，提高对酸性气体的吸收选择性和吸收能力，降低溶剂循环量，从而进一步减少能耗和设备投资。改进溶剂净化和再生工艺，提高溶剂的质量和使用寿命，降低溶剂损耗和成本。如采用更高效的过滤、精馏等技术，去除溶剂中的杂质和降解产物，保证溶剂的性能稳定.

开发更耐腐蚀、耐低温的材料，用于制造低温甲醇洗装置的关键设备和管道，延长设备使用寿命，提高装置运行的可靠性和安全性。采用先进的自动化控制系统，如分布式控制系统（DCS）、模型预测控制（MPC）等，实现对装置运行参数的实时监测、精准控制和优化调节。融合大数据分析、人工智能等技术，建立装置的智能诊断和预警系统，对设备故障、工艺异常等进行提前预测和诊断，及时采取措施，避免事故的发生，保障装置的安全稳定运行。如采用更高效的尾气洗涤、吸附等技术，提高尾气的净化效果。加强二氧化碳的回收和综合利用技术研发，将其用于驱油、生产化工产品等领域，实现二氧化碳的资源化利用，提高装置的环境效益和经济效益 。

6  总结

国际前沿将持续深挖节能降耗、工艺集成创新的可能，契合全球绿色低碳转型诉求；国内则背靠庞大产业需求与政策扶持，在深化自主研发、拓展应用边界上大有可为。随着跨领域技术交融、新材料新工艺涌现，低温甲醇洗装置必将突破现有局限，于化工净化版图持续深耕拓展，为全球化工高质量、可持续发展筑牢根基、注入不竭动力。

参考文献：

[1] 冯向法、钱奕舟.  醇基清洁燃料[M]. 化学工业出版社，2019.

[2] 蒋硕健. 有机化学[M]. 北京大学出版社，2016.

[3] 李和平. 精细化工工艺学[M]. 科学出版社，2023.

作者简介：

1.宋佳兴，男，1996年05月，单位：广东石化有限责任公司，助理工程师。

2.程伟霞，女，1996年03月，单位：广东石化有限责任公司，助理工程师。