关键词：低温技术；甲醇洗；煤化工；化工技术
引言
我国的煤炭储量比较大，天然气和石油的含量比较少，资源储量决定了我国的煤炭使用量高于其他不可再生能源的使用量，石油、天然气甚至是石油化产业链很大一部分的运行需要进口来实现。减少对国外进口的石油和天然气，增加内部原料的产量，是国家能源部门需要攻克的难题。先进的煤化工可以实现清洁生产，是顺利代替石油化工的非常重要的产品。溶液吸收法在化学工艺中的应用非常广泛，溶液吸收法具体来说是化学和物理吸收两类。物理方式的吸收手法是将H2S、CO2、CS2等可以溶于水或者能溶于一些特定溶剂的方法。化学吸收法是运用H2S、CO2等气体，这些气体具有一定的酸性，用氨水、有机氨等碱性物质制成的溶液将对应的物质吸收。
1低温甲醇洗技术相关概述
低温甲醇洗技术是一种在我国煤化工行业中应用较为广泛的技术手段,在应用中可以有效的净化在煤化工行业中产生的气体杂质,有利于我国煤化工行业持续发展,可以充分的缓解我国能源紧张等问题。分析低温甲醇洗技术手段,了解其主要工艺原理与特点,具有重要的加强与意义。在煤化工企业作业过程中,会产生大量的杂质气体,这些气体中含有酸性气体,为了剔除这些酸性气体就要通过净化装置进行处理。而通过低温甲醇洗技术则可以通过物理性的反应吸收酸性气体,达到净化的目的与效果。低温甲醇洗技术在气体净化过程中主要流程如下:第一,保障低温甲醇洗技术工作环境为-50℃,充分发挥低温甲醇洗技术作用,可以吸收并且溶解大量的二氧化碳,达到净化酸性气体的目的,甲醇会酸性气体吸收中会出现不同的波动,通过调节温度压力的方式达到控制酸性气体吸收程度的效果。第二,利用氮气闪蒸的方式可以实现富甲醇再生,富甲醇可以在反应过程中提供跟多的冷却条件,达到优化净化环境的效果。同时,为农村氮气的闪蒸之后可以实现循环岩梭,进入洗涤中进行再次循环,可以有效的保障低温甲醇洗技术的效果,也可以有效的降低能耗损量等问题。第三,甲醇在循环中通过脱水塔可以有效的维持水平衡。煤化工企业生产中产生的甲醇则可以利用脱水塔实现回收利用,这样则就可以达到降低甲醇损耗的目的,也可以保障酸性气体在硫回收装置中的有效回收。
2低温甲醇洗工艺吸收溶剂的优势
低温甲醇洗工艺主要是可以对原料气体中的CO2、H2S等气体进行脱除，而且在此工艺技术的应用中表现为技术较为成熟且具有较高的脱除率特点，整个应用中所消耗的成本也比较低，整个操作和应用过程的安全性和可靠性也比较高。只是由于此技术需要在较低的温度以及较高的压力下进行，因此对于所用的低温高压材料具有较高的要求，并且需要消耗较大的初期投资成本。此外，此工艺技术中使用甲醇作为溶剂所表现出来的优点主要是由于此种溶剂与其他类型的溶剂相比，其在低温下的吸收能力成倍增加，大约是常温下水吸收能力的50倍，且是化学吸收方法的5～6倍。此外，具体地说，低温甲醇洗工艺技术所表现出来的优点主要是：一是具有较强的吸收能力。这主要是由于采用甲醇作为容积具有对CO2、H2S、COS等物质较高的溶解度，在低温和高压环境下使用甲醇可以将原料气体中的总硫含量降低到0.1μL/L以下，而且可以将其中的CO2降低到10μL/L以下。二是具有较大的比热。就是甲醇溶剂的比热为2.51kJ/kg·K，比常用的有机容积的比热都大，在使用此工艺技术过程中的吸收过程中可以具有较小的温升，便于在低温环境中进行上述工艺的应用。三是具有较好的选择。主要表现在采用甲醇溶剂可以很好地选择CO2、H2S、COS等物质，而且可以在2个吸收塔或者同一个塔内分段选择性地进行脱硫脱碳工作环节。四是具有较低的沸点以及较高的溶剂回收率。主要表现在甲醇的沸点为64.7℃，而且有利于甲醇吸收剂的再生。六是具有较好的热稳定性和化学稳定性。主要表现在不容易被降解、不起泡以及对设备具有较小的腐蚀性，可以实现对设备投资的节省。
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3低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用
3.1煤制甲醇工艺
甲醇属于饱和醇，他是醇中最简单的构造，是化工原料的重要材料之一，是非常清洁的液体染料，已经在工业中运用的非常多。目前约有三成左右的甲醇用来生产工业产品甲醛，另一个重要用途是生产甲基化剂，同时也生产甲氨、丙烯酸甲酯等衍生产物，甲醇也能生成醋酐、碳酸二甲酯、醋酸、甲酸甲酯等一系列衍生物。化工行业的进步有目共睹，甲醇也成功的制成了乙醛、乙二醇等衍生物。通过近些年来化工实践的不断发展，低温甲醇洗技术在煤制工艺中，具有明显的优势，具体表现为以下几个方面。第一，能够精准调控气体内含有CO2的具体值。煤制的甲醇工艺内含有一定量的CO2气体，这样可以减少二甲醚在反应过程中的产出量，也会在一定程度上一致CO向CO2转化，对微调触煤床层内的稳定非常有利，防止温度过高，最大程度保护了催化剂的活性，降低催化剂的结碳，对增加催化剂的使用寿命具有积极的作用。在这个过程中需要严格控制净化空气中CO2的含量在（3.42±0.2）%之间。在实际的生产过程中，如果CO2的含量偏离范围内的值，可以实行热再生工况、控制循环量、氨冷器、精洗段气相旁路等方式微调。第二，在快速的调整中控制空气中的硫的含量值，要低于0.1mg/L。甲醇和合成时，很多硫化物在合成的过程中，如果控制不好会使催化剂中毒，使催化剂的活性减少，降低催化剂的总体使用水平。在平时的生产时，若总硫的含量超过限定值时，使用冷却和循环量的方式可以微调，可以将总硫控制在合理的范围内。
第三，是不同设备进行吸收，在不同条件和设备进行回收时，在低温条件下，甲醇溶液中的CO2和H2S的溶解度都很高，吸收溶液的循环量都比较小，特别是当原料气体压力比较大时这个现象更加明显。低温时，甲醇溶液在CO和H2的溶解度比较小，甲醇的蒸汽压也比较低，有用气体和溶剂的损失处于比较低的状态。第四，调节H2S的浓度。不断的调整H2S回到浓缩塔循环气流量。使得塔内的半贫甲醇的工艺条件处于稳定和平衡的状态，实现酸性气体中H2S和回收需要硫工艺值互相平衡。
3.2煤制合成氨
农业发展推动了化学产业发展,而合成氨作为重要的化学元素,发展势头显著。煤制合成氨逐渐成为发展的重点。煤制合成氨主要的原材料就是煤,在通过低温甲醇洗技术进行化学反应,制作形成氨。在通过对氨的加工则可以获得苯胺、硝酸等不同的产品,可以为煤制合成氨提供支持。通过低温甲醇洗技术可以有效的减少换热器等设备产生的侵蚀与影响,在一定程度上降低成本,可以有效的提升整体经济效益。
3.3煤制天然气
天然气是一种重要的资源,需求量日益增加。根据我国煤多、缺油、少气的情况,为满足天然气的需求,煤制天然气是一种有效的解决方法。煤制天然气的方法有两种,第一种是一步法,即以煤为原料直接合成甲烷;另一种是两步法,即先用煤制备主要成分为氢气和一氧化碳的合成气,然后再将合成气甲烷化。无论哪种方法都离不开低温甲醇洗技术。
结语
综上所述，现在国内煤化工工厂在运行的过程中应用甲醇洗工艺的项目已经越来越多，但是正常情况下很多这样的装置都会存在一些问题如冷量消耗以及甲醇消耗过多的问题，针对这样的问题必须要针对性的进行研究并采取措施来进行改造，进而获得更好的应用前景。
参考文献
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[2]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.
[3]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(26):60.
论文作者:黄鲲鹏
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第3期
论文发表时间:2020/4/22
标签：甲醇论文; 低温论文; 气体论文; 技术论文; 煤化工论文; 酸性论文; 过程中论文; 《工程管理前沿》2020年1月第3期论文;