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低温甲醇洗技术在煤化工中的应用

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  摘 要: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。如果不能很好的去除和降低这些酸性气体,则会导致下游工序触媒中毒,进而发生生产异常。低温甲醇洗技术其气体净化工艺较为高效、不但吸收能力大、而且选择性好的同时气体净化度程度也很高。低温状态下的甲醇在-30℃到-70℃的低温下,甲醇可以脱除气体中的H2S、COS、CS2、汽油、RSR、C4H4S、芳香烃、CO2、HCN、NH3等多种杂质,此外还可以脱除水进而起到干燥气体的作用。目前,该技术已经被广泛用于煤制甲醇、煤制烯烃等煤化工企业,并得到了较好的应用效果。
  关键词:低温甲醇洗技术;煤化工;应用
  1 技术特点
  低温甲醇洗技术具有如下主要特点:①净化的程度较高甲醇本身具有选择性吸收酸性气体能力,并能对这些酸性气体清洗效果好。如H2S、CO2、COS等酸性气体,尤其对于CO2和H2S吸收能力最佳;②具有高效的循环使用性能由于低温甲醇洗是一种比较典型的物理净化方法,它能在吸收的过程中可以尽可能的避免发生化学反应,能够做到过程中不起泡、不中毒、不溶剂掺杂混乱,能够很好的体现循环操作使用的稳定性能;③具有较为低廉的操作成本甲醇溶液化学稳定性和热稳定性较好,并且其黏度、腐蚀性均较小,无需加入消泡剂。采用低温甲醇洗工艺技术,即使购置装置的一次性投入相比其他工艺技术略高,但是其在后续工艺运行中能耗低并且净化度高。综合考虑,其技术经济性优于NHD工艺,因此目前国内煤化工企业大多数采用低温甲醇洗净化工艺技术;④低温甲醇洗技术吸收能力强研究表明,即使是在同一压力下,同等甲醇溶液比同等其他溶液吸收酸性气体的能力更强。也就是说,吸收等量酸性气体时低温甲醇溶液装置总耗能及循环量都比其他溶液总耗能及循环量小的多,如聚乙二醇二甲醚液等;⑤高选择性低温甲醇洗技术的高选择性主要体现在其对酸性气体的脱硫和脱碳可在2个吸收塔或同一个塔内分段选择性的进行,回收到的CO2纯度能够用于尿素生产,而且还可以直接从富含H2S的尾气中回收单质硫磺作为副产品,从未提高经济效益。
  2 低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用
  2.1 在煤制甲醇当中的应用
  在煤化工的生产过程当中,通常利用煤制甲醇的工艺技术来获得甲醇,然而,此工艺技术具有较高的复杂性,而且在生产的时候会形成很多不易处理的酸性性质的气体。而在使用低温甲醇洗技术的情况下,就能够使甲醇的损耗情况得到很大的改善,同时还可以让酸性气体得到回收并将其在此加以使用。比如,在利用含硫较低的煤炭生产甲醇的过程中,可以借助于气化炉进行原料气的制取,同时实施耐硫变换,然后用低温甲醇洗技术对净化气进行制取,将产生的净化气压缩为7.5兆帕,最后在合成塔的作用下得到粗甲醛。需要注意的是,一定要使用低温甲醇洗技术对变化阶段加以处理,使酸性气体能够完全得以脱除,以此确保酸性气体不会影响到催化剂的使用时间。
  2.2 在煤制合成氨当中的应用
  在利用煤取得合成氨的过程中,要利用低温甲醇洗技术对其中形成的粗煤气进行相应的处理。在处理的时候,要先使用煤气化的相关工艺来得到粗煤气,然后对粗煤气实施一氧化碳的转化和酸性气体的脱除工作,在合成器内部将氨合成出来。在对酸性气体实施脱除的时候,可根据鲁奇低温洗六塔的相关流程,对变换气的质量、系统中的温度和甲醇的循环总量进行适当的调整。借助于这种装置取得的硫量一般情况下都会小于0.1μL/L,这样就能够确保后续的生产与工艺的实施具有较高的安全性。低温甲醇洗技术不同于其他的工艺技术,其在对合成氨进行制取的过程当中,都呈现出了溶剂损耗低、工艺耗能少以及气体净化度高的特点。
  2.3 在煤制天然气当中的应用
  在煤制天然气的生产当中使用低温甲醇洗技术,能够使煤气在被净化后,流向甲烷化反應器的内部,以此使制取出的天然气具有较高的纯度。在气体煤化工的生产中,煤制天然气生产时的过程是具有较高复杂性的,在完成了煤炭气化与一氧化碳转化后,还要用低温甲醇洗技术对煤气进行进一步的净化。比起其他的净化煤气工艺,低温甲醇洗技术在压力和温度的设定方面有着更好的效果,可以将煤气当中含有的硫化氢、COS和二氧化碳等气体进行充分的脱除,以此确保制取天然气的过程可以更加的安全。实际上,在酸性气体的脱除方面,许多发达国家早已大范围的采用了低温甲醇洗技术。
  3 结论
  对于现阶段的情况而言,低温甲醇洗技术的有效应用能够对酸性气体起到很好的脱除效果,并且还能减少脱除酸性气体所耗费的成本费用,此技术在很大程度上推动了当下各大煤化工企业的发展进程。然而,当前的低温甲醇洗技术还并不是十分的成熟,在使用的时候仍然会存在着一些问题,因此,相关的技术人员一定要对其不断的实施深入的研究和改进,以此让我国的煤化工行业能够更快更好的发展。
  参考文献:
  [1]杨钊.浅析低温甲醇洗技术在煤化工中的应用[J].炼油与化工,2017,28(06):32-34.
  [2]聂磊.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用初探[J].化工管理,2017(32):191.
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