低温甲醇洗技术在煤化工企业应用进展

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　　摘要：低温甲醇洗就是在温度低的情况下，运用甲醇的物理性质将其吸收的一个过程。这种技术在工业中，常常被用作除去气体中的硫和碳，以上就是低温甲醇洗工艺的基本情况。甲醇洗分为两种，一步法和两步法。文章分析了煤制甲醇产业的发展意义，详细介绍了煤制甲醇的气化、净化以及合成工艺技术，探讨了现代煤制甲醇存在的一系列问题，提出了煤制甲醇产业的发展建议。
　　关键词：低温；甲醛技术；煤化工；应用
　　1导言
　　煤经气化炉加压气化后得到的变换气中不仅含有氢气和一氧化碳，还含有一定量的二氧化碳、硫化氢和羰基硫等酸性气体，各种气体的含量主要是受气化的工艺条件和方法影响而产生的变化。气体的净化过程中通过应用低温甲醇洗技术，便可以达到良好的洗净效果，因为这种方法有着较好的吸收性、选择性以及稳定性，所以受诸多领域欢迎，这也就是为什么我国多数的化肥合成工艺、煤化工业以及石油化工等领域广泛应用该技术的原因。
　　2低温甲醇洗的原理
　　这种技术运用了溶解度，所谓溶解度就是，在一定的温度和压强下，某一种物质在另一种物质下所能溶解的最大质量。甲醇对于二氧化碳和含硫物质的溶解度特别的大，且对氢气、甲烷、一氧化碳等有用的气体溶解度很小。所以说，在气体吸收方面甲醇是很好的选择，它既可以在温度较低压强很高的环境中吸收气体，又可在温度很高压强很低的环境下解吸气体。可以去除原气体中的二氧化碳和含硫气体。
　　为什么采取低温法，因为在零下四十度时，甲醇对含硫气体的溶解度（硫化氢2500、硫氧碳1500）很大，而对于有用的气体的溶解度（二氧化碳435、氮气2.4、一氧化碳6、甲烷15）很小。所以说，这种方法要在低温下进行。原气体和被净化后的气体通过交换热度，使温度降低。温度越高甲醇对酸性气的吸收量越低，所以，在吸收塔内应把温度调的很低有助于对原气体进行洗涤。
　　3对低温甲醇洗技术中存在的问题进行分析
　　随着我国工业化的不断发展，许多基础建设和实际应用都使用到了低温甲醇洗技术，然而生产要求的逐渐加深，低温甲醇洗技术的问题日益显现，这些技术性问题的存在，使得国内的低温甲醇洗技术使用率得到了缓解，且阻碍了化工技术的向前发展，对企业的生产效益与提高技术造成了严重影响。基于这样的前提下，对当前低温甲醇洗技术在各个领域的应用现状进行了系统性分析，同时为化学工业未来的发展，提供了技术性支持。
　　第一，在一些煤化工企业中，其混合原材料中存在的硫元素（S）较多。在硫元素的影响下，又可能会出现催化剂中毒现象，因此，设备管路容易受到腐蚀。如果催化剂出现了中毒现象，那么其催化效果就会大大降低，进而无法降低煤化工生产过程中的活化能力。当设备管路被腐蚀以后，便会造成生产效率大程度降低了，同时，设备的损耗，也会相应的增加设备维护成本。
　　第二，在制作合成氨的过程中，使用了低温甲醇洗技术。该技术中的冷量充分状态会影响到混合气体的净化效果。在建设合成氨工业净化装置时，大化集团公司使用了林德低溫甲醇洗六塔联合技术，进而将氨气体中的H2S、CO2清除干净。对该公司反馈的设备运行参数进行详细分析，结合所得数据结果可以发现，在实际工作期间，低温甲醇洗技术装置经常出现冷量不足问题，该问题在夏季时最为明显。同时，该问题与多种技术问题存在直接关系：第一，稀氨水氨气吸收能力下降；第二，氨气吸收制冷装置的功能异常等。技术人员必须对上述问题做深入探究，进而给出相应的解决方法。
　　4低温甲醇洗技术在煤化工企业应用
　　4.1煤制甲醇工艺技术
　　4.1.1气化工艺
　　目前气化工艺技术有十几种，主要有移动床气化技术（Lurgi加压块煤气化技术）、气流床气化技术（GE水煤浆加压气化技术、shell公司的干粉煤气化技术）、流化床气化技术（灰熔聚粉煤气化技术）等。
　　4.1.2Lurgi加压块煤气化技术
　　选用粒度为10～50mm的煤为原料，以水蒸汽和纯氧为气化剂。在气化过程中，随着压力的增加，气化强度和煤气热值大大增加。在我国此技术被广泛应用于城市煤气生产中。
　　4.1.3GE水煤浆加压气化技术
　　将氧气和水煤浆喷入气化炉后瞬间经历煤浆升温、水分蒸发、煤热解挥发、残碳气化和气体间的化学反应等过程，生产粗煤气和灰渣。该技术较为成熟，对煤种的要求宽泛，但由于采用液态排渣，所以对煤的灰熔点要求较高，单炉生产能力大，碳转化率可达95%以上。
　　4.1.4Shell干粉煤气化技术
　　选用干煤粉作为进料，水蒸气与纯氧作为气化剂，是一种加压气流床粉煤气化技术。此气化技术的气化温度高达1400～1600℃，碳转化率近乎100%，气化效率高，气化反应充分，单炉产气能力高，洁净气化，有害副产物少。
　　4.2煤制合成氨
　　在过去的几年中，国内的化肥制造业得到了快速发展，在化工产品市场中，需要的合成氨物质越来越多。与其他行业相比，合成氨工业活动拥有广阔的市场前景，因此大量的人力、物力投入到该行业中，其已经变成市场中的热点领域。在合成氨工艺中，会使用到大量的煤。通过煤炭气化处理及低温甲醇洗等过程，可以生产出合成氨成品，将合成氨成品作为原材料，对其进行多种处理方式，就可获得不同的化工产品，如含氮化肥、苯胺以及硝酸等。
　　4.3合成工艺
　　甲醇的合成方法有高压合成法、中压合成法和低压合成法。高压合成法要求320～400℃的温度和25～30MPa的压力，其动力消耗高、催化剂活性低、产品质量差，基本上已被淘汰。中压法的合成压力为10MPa左右，操作温度200～300℃，目前除老合成氨装置转产外，新上装置已逐年减少甚至淘汰。甲醇的合成是一种强放热反应过程，现在广泛采用低压法合成工艺，最典型的工艺为ICI、LURGI、CASALE。低压法比高压法和中压法优越，主要表现在能耗低，粗甲醇产品质量高，设备易制造，投资相对较少。
　　4.4煤制天然气
　　随着国民经济的发展，我国的城镇化进程也得到了飞速发展。人们在生活中需求的天然气资源越来越多。我国的天然气储量与产量间形成了鲜明的对比。在这种情况下，煤制天然气技术得到了发展，该技术也受到了人们的关注。关于煤制天然气技术，其指的是将煤炭作为原料，通过煤炭气化处理及低温甲醇洗等过程，把处理好的煤气运输到固定床甲烷化反应设备，然后利用英国戴维等技术手段合成天然气。
　　5低温甲醇洗的应用进展
　　我国在二十世纪七十年代建立了一个大型的化工厂，其中便采用了低温甲醇作为吸收气体的原料。近几年我国大力的发展低温甲醇洗技术，很多企业在此基础上又对这一技术做了改善，使其更高效的吸收污染的气体。随着时代的发展，这项技术已经和我国的工业相结合在一起，我们对这项技术进行分析可以知道这个技术有明显的优势，比如，气体吸收强、费用很低。在上世纪八十年代，我国的一些相关企业就和科研机构共同携手，展开了对低温甲醇洗的研究，而且获得了国家专利这是个重要的时刻。在二十世纪九十年代，我们国家的这项技术和别的国家相比较有着很明显的优势。比如，在成本上节省了原料，在效率上比其他国家高。
　　结束语
　　煤制甲醇技术已相当成熟，其生产固然具有一定的效益，且作为替代能源，甲醇确实具有极大的发展前途。为了进一步降低成本、增强我国市场竞争力的同时实现生产效益最大化，研究技术人员应该致力于不断研发和开拓低温甲醇洗技术的国产化设备，并且在工业过程中进行不断摸索和完善。
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　　（作者单位：湖北省缘达化工工程有限公司）
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