低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用

低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用

丁永泰,马福全

青海盐湖镁业有限公司、青海省格尔木市、816000

摘要:随着科技的发展越来越快，人们对于环境的要求也越来越高。人们致力于研究气体净化技术，并且取得了非常好的效果，尤其是低温甲醇洗技术，操作简单，使用方便，并且效果显著，在全世界范围内都得到了使用。其中，在煤化工领域，也应用到了低温甲醇洗技术。本文重点探讨低温甲醇洗技术在煤化工领域的应用，以供参考。

关键词：低温甲醇洗技术；煤化工；应用

随着我国经济的快速发展，致使石油资源需求量急剧增加，同时对天然气的需求量也在持续增长。基于我国这两项资源日渐紧张，引起了人们的关注。其中，以煤为原料的资源重视度最高，打造长远能源发展路径成为了我国经济建设目标，涉及到的核心工艺为气化合成处理。目前，应用比较多的技术为低温甲醇洗技术。

一、低温甲醇洗技术的工作原理

煤化工企业在实际的生产过程中会产生部分的杂质气体，这些气体中含有一定的酸性气体，所以许多企业为了有效的将这些酸性气体排除掉，在具体的生产过程中需要采用净化装置来完成。低温甲醇洗技术是大多数煤化工企业在该工艺中采用的一种技术，因为该技术可以与酸性气体产生物理反应，成为一种吸收剂。具体来说，天然气净化中的低温甲醇洗工艺流程为以下三个阶段：首先在采用低温甲醇洗工艺时，相关工作人员一定要保障该工作环境温度保持在-50℃左右，这也是采用低温甲醇洗技术最基础的条件之一，只有保障这一条件符合要求，才能够继续宁接下来的操作以及运行。第二，将氮气通过闪蒸的方式来促进富甲醇再生，富甲醇可以为低温甲醇洗技术提供更好的冷却条件，从而优化气体净化的环境条件。除此以外，闪蒸后的氮气等气体可进行循环压缩，然后再次进入洗涤循环，这样可以确保低温甲醇洗涤技术发挥最大的作用，促进煤化工企业发展，这样的循环运作既能够在一定程度上节约资源，又能够更好的提升运作效率。

二、低温甲醇洗技术在煤化工中的应用

（一）煤资源下甲醇制备

甲醇对于煤化工领域建设至关重要，需要经过比较复杂的程序，完成化工制备。其中，涉及到的主要操作有两项：一物质脱硫；二物质脱碳。利用催化剂，调节器皿温度，施加甲醇洗工艺，准确把控参数范围，使得该工艺的推行环境得以稳定。该环境中，水的含量控制在1%以下，温度不得超过零下50℃，压力参数设置为5.5MPa。大部分应用中，工艺实施比较稳定，但是积液问题未能快速解决。以操控压力作为调整对象，尝试调节压力数值，得到最佳工艺设置条件。由于催化剂的使用容易受酸性影响，所以在使用期间，需要考虑酸性气体含量，在净化气体过程中，除了采取洗脱方法以外，还需要添加硫变换处理方法，将气体中的部分含硫气体去除，而后应用催化剂，制备甲醇。环保层面分析，该技术应用期间，对环境影响较小，活动范围不是很大，适合推广应用。目前，甲醇装置制备较多，利用甲醇洗工艺制备，控制环境温度，在低温条件下完成工艺任务。某煤业能化公司开展的甲醇项目中，以低硫煤为项目资源，采用甲醇洗方法，对资源采取净化处理，去除硫碳。整个操作过程，皆控制温度在零下40℃左右，压缩器皿中的气压，当测量此参数为7.2MPa时，停止压缩操作。考虑到器皿中含有一定酸性气体，此部分气体容易影响催化剂作用的发挥。测试中发现，如果该气体含量过高，那么催化剂的使用时间就会缩短，影响项目推行。为了避免此情况发生，以2.6×105m3/h为甲醇洗技术应用条件，对器皿中的气体采取换气处理。测试结果表明，采用此方法去除其中酸性气体效果达到了资源开发环保标准。

（二）煤资源下合成氨制备

合成氨在硝酸产品制备中应用较多，除此之外，还可以作为化肥等产品制备原料。适当的降低成本，提高产品质量，是合成氨工艺改进的关键。本文提出甲醇洗处理方法，控制温度在零下40℃左右，开采煤资源，经过洗涤、匹配、净化等环节处理，最终得到合成氨。目前，此方法的应用得到了认可，以粗煤作为原料，从中提取酸性气体，保持温度在零下40℃左右，将六塔工艺应用其中，实现目标材料的制备。长远建设分析，低温环境下实施甲醇洗工艺，合成氨能耗较少，净化程度较高，更容易控制工艺环境。所以，其他工艺应用逐渐减少。为了验证该工艺优势，某工厂制备了模拟软件，对合成氨工艺流程进行模拟，从中整理出的结果显示，此工艺符合资源开发要求，与设计数值形成的差值较小，未超出允许范围。为了体现工艺能耗情况，部分研究以效率作为测试指标，观察本技术与其他技术应用下的合成氨作业效率。其中，本技术工艺制备效率更高，并且超过了其他最高工艺效率。所以，适当提高工艺效率，对本技术效果改进帮助较大。

（三）煤资源下天然气制备

天然气的制备，需要采取加压处理方法，开发煤资源，同时转换CO，利用净化装置去除酸性气体，而后把剩余的气体汇入到合成器皿中，在密闭条件下再次处理，以提高天然气纯度。大量研究中，以甲醇洗作为核心处理技术，在低温环境下脱除废物，最终得到天然气。其中，气体处理建立在性能分析基础上，根据吸收需求，调整平衡常数。经过测试，甲醇洗的应用，制备产品的压力、温度等参数数值符合目标设定要求。据统计，应用甲醇洗处理方法制备天然气的项目逐渐增加，虽然对温度控制的要求会增加成本，但是与其他方法相比，该工艺的应用成本更低。目前，美国、韩国、中国等多个国家均在推行甲醇洗，控制作业温度零下40℃左右。其中，国内的天然气项目数量逐渐增加，在辽宁、天津、北京等多个地区推行。应用效果显示，该工艺应用下酸性气体去除效果较好，可行性、技术水平等均达到标准。未来天然气建设中，将继续推行甲醇洗，利用此工艺快速脱硫。

（四）其它发展

某公司推行的液化项目中，以湾煤为原料，采取一系列处理，使得液化重油中各项指标重新划分，得到新的煤浆结构。调节器皿中的温度和压力，使其达高温限值，向其中添加氢。在器皿中反应生成煤浆。此过程中使用的核心装置为煤制氢设备，应用甲醇洗方法加以处理，在不同温度条件下，对装置内的气体采取净化处理。其中，温度条件有两个，分别是零下20℃、零下50℃，气压大小为3.3MPa，气量参数控制9120m3/h。按照此要求控制原料处理环境，脱除资源中的多余气体。测试结果显示，COS净化后稳定在0.1µL/L左右，H2S稳定参数与之相同，CO2摩尔分数也发生了变化，稳定在2%左右。由此可以判断，甲醇洗技术在此项目中的应用，具有较强的净化功效，支持气体吸收选择，通过设定反应条件，有效去除酸性气体。某化工企业在开展乙二醇项目时，选取煤资源作为原料，控制作业温度150℃以下，器皿内压力正常，不采取任何加压处理，在器皿中完成草酸脂制备，并向其中添加催化剂和其它原料，反应后得到乙二醇。考虑到催化剂作用的发挥取决于硫含量，为了使得硫含量达到标准，应用甲醇洗处理方法，净化器皿中的气体，控制硫在0.1μL/L以下。测试结果表明，甲醇洗技术的植入，有效控制了硫含量。通过上述应用状况分析可知，甲醇洗技术具有较强的除酸作用，有助于化工产业发展。应用期间，需注意条件控制。其中，温度指标要求较高，大部分应用条件都是低温，不足零下20℃，配合气压控制，为甲醇洗应用创造有利条件，从而充分发挥技术应用。目前，我国大部分煤化工项目均使用了此技术，在未来发展中，该技术将成为不可缺少的煤化工项目工艺。

三、结语

综上所述，低温甲醇洗技术在我国的工业领域已经有了较为广泛的运用，尤其是在煤化工行业当中，其优秀的性质进一步促进了煤制甲醇以及煤制天燃气、煤制合成氨等化学过程的合理推进，从而也在一定程度上提高了煤化工行业运营的效率极大的缓解了我国当下能源短缺的状况。

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