摘要：低温甲醇洗技术凭借其选择性好、吸收能力强、净化程度高、耗能少等优点在我国石油化工领域得到了广泛的应用。实践证明，低温甲醇洗技术在合成气中的二氧化碳、硫化氢等酸性气体的脱除方面具有明显优势。随着该技术的深入研究，低温甲醇洗技术在煤制甲醇、煤制合成氨、煤制天然气等方面的应用取得了突出成就，但更应意识到，面临着未来更为严峻的能源与环境形势，我们要做的依然还有很多。
关键词：低温甲醇洗技术；工艺；煤化工；实际应用
1.低温甲醇洗技术发展
德国的鲁奇公司和林德公司是最早对低温甲醇洗技术展开研究的。为了在煤制气的过程中能够净化得到的煤气，鲁奇公司研制出了能够进行低温甲醇洗工艺的装置。在此之后，林德公司又把低温甲醇洗的技术应用在了化肥厂中的气体净化中。低温甲醇洗技术虽然在中国的起步较晚，但是也取得了很多丰硕的成果。通过模拟国外低温甲醇洗装置并且对其进行优化改造，我国成功研发了低温甲醇洗技术的装置。
2.低温甲醇洗技术原理、优点、工艺流程
2.1技术原理
低温甲醇技术作为一种物理吸收防腐，可以使酸性气体溶解于有机溶剂甲醇中。低温甲醇洗工艺使用冷甲醇为酸性气体的吸收液体，这也是利用了低温条件下甲醇对酸性气体具有较大的溶解度的特性，在溶解的同时还可以分段选择吸收原料气中的二氧化碳和二氧化硫气体。低温甲醇洗技术主要包括解吸和多段吸收两个部分。以煤气化为例，低温甲醇洗工艺流程主要包括：吸收：在吸收工艺之前首先出去水分以防止后期工艺出现水东街现象。溶剂回收：溶液中往往会存在不易溶解的杂质，低温甲醇洗作业所需溶液量也较大，氮气和二氧化碳释放会带出少量甲醇，因此必须回收，溶剂回收过程往往需要两个塔完成。
2.2技术优点
选择性好——低温甲醇洗技术对CO2和SO2等酸性气体具有良好的选择性和较强的吸收性，能够使得气体同时进行脱碳和脱硫的处理，也能将两种不同气体同时进行回收。成本较低——在低温时再生甲醇溶液的所需要的能源消耗比较少，这样能够节约不少的溶剂，从而减少了生产的费用。而且甲醇的腐蚀性不高，操作起来较简便，所以费用也不会很高。整个低温甲醇洗技术所有的材料均来源普遍，比较容易获得，因而整个过程成本都不高。性能稳定——甲醇的化学稳定性和热稳定性都相对于一般溶剂都比较强，因此低温甲醇在吸收CO2和SO2等酸性气体时，不会出现起泡现象，使得该生产技术相对较为稳定。
2.3整体流程
低温甲醇工艺应用早起具有一级工艺和两级工艺之分，其中一级工艺应用于压强高于8.5M Pa的渣油气化，两级工艺适用于约6M Pa的中压渣油气化。一级甲醇洗流程在工艺开始之前进行气体交换，并在同塔中的不同塔段去除硫化氢和二氧化碳气体，该装置秩序一个气体冷却步骤和一个洗涤步骤，具有流程简单、费用少的特点，应用最为普遍。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总体上看，当前常见的煤化工气化的低温甲醇洗流程为九塔20段。首先原工艺气经过冷却后分离甲醇水溶液，再进入硫化氢吸收塔，除去相应气体组分，出二氧化碳吸收塔底成分分为两部分，一部分进入硫化氢吸收塔，另一部分至闪蒸塔释放氢气和二氧化碳。硫化氢吸收塔上的甲醇溶液进入闪蒸塔下塔，以蒸出氢气、二氧化碳等气体。
3.低温甲醇洗技术在煤化工中的应用
3.1煤制甲醇
甲醇不仅是石油冶炼分离以及化学工业生产合成过程中的主要原料，也是生产二甲醚、乙酸、乙烯以及丙烯等有机化学物质产品过程中的重要原料。在我国当代国民经济持续增长以及社会建设可持续推进的历史背景下，我国工业生产对甲醇的需求将持续保持稳定增比的势头。与此同时，在世界原油产品市场价格水平持续波动的背景下，借助传统技术生产甲醇、二甲醚以及烯烃等物质的成本水平也在不断提升，这种技术背景给煤制甲醇技术的发展和应用提供了充分空间。煤制甲醇生产技术是一种同时涉及多种化学反应、多种技术环节的复杂性工业生产技术。它以煤炭作为基本生产原料，在依次经历煤炭气化处理、低温甲醇洗技术处理以及甲醇合成等具体技术环节的基础上，可以获取甲醇成品，而针对甲醇成品实施进一步的生产加工处理，可以获取二甲醚、乙酸、甲醛、乙烯以及丙烯等化工产品。
3.2煤制合成氨
多年来，农业在我国经济和社会发展中起到不可取代的重要作用，随着科学技术的发展，化肥应运而生，且生产技术水平持续增长。随着原料合成氨需求的不断扩大，煤化工领域合成氨技术仍需进一步研究。煤化工领域中的煤制合成氨工艺大多以煤为主要原料，同煤质甲醇工艺类似，通过低温甲醇操作进行合成氨工作，已达到获得氨的目的，从而应用了硝酸与化肥产品的生产过程。根据国内实践情况来看，在净化气体方面，低温甲醇洗工艺具有明显的净化效果、且对溶剂的需求较低、使用成本也相对低廉，具有较高的实用价值。
3.3制备天然气
天然气相对来说是现在所有能源之中比较清洁的一种能源了，天然气是我国经济得以飞速发展重要能源保证。然而，我国地势广袤且人口众多，能源的消耗量是十分巨大的，现有的天然气资源并不足以满足人们生产和生活的需求，因此对天然气的研制和开发就显得是迫在眉睫。在煤化工行业中制备天然气同样需要低温甲醇，通过低温甲醇洗技术下气化来合成天然气。
3.4其他应用
低温甲醇技术除了在煤制甲醇、煤制合成氨、煤制天然气中具有广泛的应用之外，在煤化工的其他相关领域同样有着应用，甚至不可或缺。如在煤制乙二醇中，传统制作工艺通常会出现催化剂失活的情况，事实上，硫的含量对催化剂的作用效果具有较大的影响，通过低温甲醇洗技术便可以有效解决此类问题，达到预期要求。
4.结束语：
低温甲醇洗技术的选择性好、吸收力强并且还有较高的净化能力。近几年来，低温甲醇洗技术在我国煤化工领域的应用十分广泛，尤其是在制备甲醇、合成氨和天然气等方面的应用有着突出的成就，能够有效缓解能源短缺的紧迫和治理环境的污染。希望低温甲醇洗技术能更加快速地发展, 造福于国家经济的发展。
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论文作者:袁超
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
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