摘要：由于我国对于环境保护的要求越来越高，所以我国开始减少对煤的直接使用，而是将煤转化为其它方式使用。在发展煤制天然气的同时也要考虑到如何做到安全有效的处理废气。废气处理不仅要做到不给空气带来污染，不会影响人的身体健康，还要保证经济成本实惠并且我国的技术可以做到。因此，本文主要探讨来煤制天然气低温甲醇洗工艺改进与优化，希望对有关企业有所帮助。
关键词：煤制天然气；低温甲醇洗工艺；探讨
引言
我国是一个富煤、贫油、少气的国家，资源结构决定了我国是全球主要的煤炭消费国，而石油、天然气以及整个石化产业链中的化工品则依靠进口。如何解决我国对进口石油、天然气的过度依赖是涉及我国能源安全战略的重大问题。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，包括煤制甲醇、煤制烯烃、煤制天然气、褐煤提质、煤制乙二醇和煤制油等。煤化工工艺常用的方法是溶液吸收法，可分为物理吸收法和化学吸收法。
1、煤制天然气概述
因为天然气作为一种清洁能源，而我国现在也在不断提出环保的重要性，所以被我国大量使用，但天然气的产量并不能满足我国的使用需求。虽然天然气资源不丰富，但是我国煤炭资源非常丰富，所以我国开始使用煤制天然气这种技术。煤制天然气技术在我国是一种新型的煤炭资源利用技术，这种技术也正在逐步走向成熟。这种技术并不是很难掌握，并且跟将煤炭利用到别的方面比较来说，煤制天然气能够产生较少的废弃物。这种方式将别的煤炭处理技术不能完全利用的甲烷形成产生的热量循环利用，还能够减轻我国石油和天然气生产的负担，保障了我国绝大部分天然气的供应。
低温甲醇洗废气处理优势。首先，低温甲醇洗废气是一种净化废气程度最高的处理工艺。由于甲醇可以在低温的情况下发挥出最大的作用，尽最大可能吸收一切有害气体。并且，因为是在低温的情况下，就在一定程度上减少了对能源的消耗。其次，低温甲醇洗废气处理可以很好的分辨出煤制天然气废气中的混合气体，并将这些气体分别处理。不同的有害气体可以经过不同的净化步骤将其净化，同时也会将没有完全利用的气体分离出来继续利用，减少对能源的消耗。最后，因为天然气具有一定的危险性，而且天然气生成过程中以及利用后产生的废气也会对环境造成污染，也不稳定。这就需要在废气处理的过程中保证有一定的稳定性，能够在最大程度上保证煤制天然气的净化质量。
2、低温甲醇洗工艺流程
2.1、工艺流程
林德十一塔低温甲醇洗工艺流程示意图见图1。原料气经氨预洗塔除尘除氨降温后，进入甲醇洗涤塔脱除轻烃、硫化氢、二氧化碳等，出塔净煤气复热后，送下游装置。富碳及富硫甲醇分别经闪蒸，在CO2产品塔顶部产出CO2产品气，复热水洗后，高点排空。CO2产品塔底部出来的富硫甲醇经氮气气提浓缩、热再生、降温后，循环使用。甲醇洗涤塔预洗段含轻烃甲醇经萃取、共沸除油后，脱酸性气，进入甲醇/水/HCN分离塔，蒸出的甲醇蒸汽作为热源补入热再生塔，塔底废水降温后，送生化处理。
1—甲醇洗涤塔2—CO2产品塔3—H2S浓缩塔4—热再生塔
5—甲醇/水/HCN分离塔6—氮气气提塔7—氨预洗塔8—尾气洗涤塔9—共沸塔10—H2S馏分洗涤塔11—轻烃气提塔11′、12、13—氨冷器
14、15—中压闪蒸罐16、17—甲醇闪蒸罐18—H2S馏分分离罐
19—甲醇贮罐20—轻烃萃取器21—原料气冷却器Ⅰ
22—原料气冷却器Ⅱ23—水冷器24—循环气压缩机
图1净化装置林德十一塔低温甲醇洗工艺流程示意图
2.2、低温甲醇洗的工艺特点
在低温高压下，酸性气体在甲醇中的溶解度很大，甲醇的循环量小，动力消耗大。净化度较高，从甲醇洗涤塔出来的工艺气中CO2为8mg/L，CH3OH为10mg/L，S＜1mg/L，不含水。选择性较好，在工艺条件下，酸性气体在甲醇中的溶解度为H2的100倍，有效气体损失很少。容易再生，减压后溶解气体逐渐解析回收，甲醇热再生后经冷却冷凝，循环使用。以甲醇作为吸收剂，甲醇廉价易得。
3、工艺设计及试车、运行期间存在的问题
虽然低温甲醇洗废气处理拥有很多的优点，但在利用低温甲醇洗废气处理时也要注意一些生产和使用方面的问题，避免带来危害，影响健康。因为低温甲醇洗废气处理大部分都是利用甲醇作为吸收溶剂，所以就要考虑好甲醇的用量多少的问题。如果甲醇用量过多可能会带来副作用，不但不能将气体净化做到做大化，还可能会产生更多的有毒气体。因此在低温甲醇洗废气处理中甲醇的使用量要适中，并且一定要在低温高压的环境中处理废气。除此之外，在处理煤制天然气产生的废气过程中要保证在一个密封的环境中进行。一旦有害气体泄漏出来，不仅会对环境造成污染，也会对人的身体健康造成危害。工作人员要实时对这一工艺所用的设备进行关注，如果出现问题，一定要及时修理，避免出现更大的问题。低温甲醇洗废气处理在处理废气的过程中也要保证对其进行监控，只有达到国家规定的标准才能排放。低温甲醇洗废气处理也一定要按照操作的标准执行。
4、低温甲醇洗技术在煤化工领域的应用
4.1、煤制甲醇工艺
甲醇是最简单的饱和醇，也是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。甲醇主要用于生产甲醛，其消耗量约占甲醇总量的30％～40％；其次作为甲基化剂，生产甲胺、甲烷氯化物、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯等，甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等。甲醇低压羰基化生产醋酸，近年来发展很快。随着C1化工的发展，由甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺正在日益发展。低温甲醇洗技术在煤制甲醇工艺中有如下的应用优势：可以快速准确调整净化气中CO2的含量。由于煤制甲醇工艺入塔气中CO2的存在，抑制了二甲醚的生成，也阻止了CO转化成CO2，故更有利于调节触媒床层的温度，防止超温，保护了催化剂的活性，防止了催化剂的结碳，进而延长了使用寿命。因此，须将净化气中CO2含量控制在（3.42±0.2）%。在正常生产过程中，若净化气CO2的含量偏离，可以迅速通过循环量、热再生工况、气提氮流量、氨冷器、粗洗段液相旁路和精洗段气相旁路等方式调整。
吸收的选择性比较高。H2S和CO2可以在不同设备或在同一设备的不同部位分别吸收，而在不同的设备和不同的条件下分别回收时，由于低温时H2S和CO2在甲醇中的溶解度都较大，所以，吸收溶液的循环量较小，特别是当原料气压力比较高时尤为明显。另外，在低温下，H2和CO等在甲醇中的溶解度都较低，甲醇的蒸气压也很小，使得有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。
4.2、煤制油工艺
煤间接液化制油的工艺是以煤为原料，制成水煤浆加压进入汽化炉制成粗煤气，经变换单元得到合适的碳氢配比，再经低温甲醇洗装置脱除酸性气后，进入油品合成单元合成油品。在整个燃料生命周期内，由于采用了低温甲醇洗技术，煤制油制成的柴油相对于传统石油制成的低硫柴油（柴油硫含量<350mg/L）是更为清洁的燃料。煤制油燃料的碳氢化合物排放量降低了42％，CO2排放量比低硫柴油降低了33％，颗粒物质降低了28％，氮氧化物比无硫柴油降低了9％。
结束语
总体来看，林德公司首次开发的十一塔低温甲醇洗工艺技术没有重大本质缺陷，只是对原料气质中油尘认识不足，交付的工艺包存在一些问题，新天公司对试生产过程中出现的问题整改完善后，满足了高负荷连续稳定生产需求。
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论文作者:孟祥南
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/23
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