低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用

机械化工 低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用
赵万鹏，李 静
（河南省龙宇煤化工有限公司，河南 永城 476600）
摘要：将低温甲醇洗技术应用到煤化工作业中，有助于煤化工生产水平的提升。

基于此，本文从应用概况、应用原理、应用特点这几个方面详细分析了低温甲醇洗技术，并具体介绍了该技术在煤制甲醇、煤制天然气、煤制合成氨这几种煤化工生产中的应用，希望能够助力煤化工技术水平的发展。

关键词：低温甲醇；化工工业；煤制甲醇
低温甲醇洗技术是一项气体脱除技术，具有效果好、技术成熟等优势，主要用于净化煤化工中生成的H2S、CO2等酸性气体，以改善化工产品质量，因此，为了深入优化化工生产质量，应积极分析该项技术，并寻求科学的技术应用方案，增强其在煤化工中的应用效果，推动煤化工产业的发展。

1 低温甲醇洗技术分析
1.1 低温甲醇洗技术的应用概况
低温甲醇洗技术是指一种基于低温甲醇的酸性气体溶解能力优势，形成的以低温甲醇为溶剂的酸性气体脱除技术。

就目前来看，该技术在实际应用中呈现出了选择性优、净化能力强等优势，同时，人们可以通过解析塔，将酸性气体与甲醇进行分离，使甲醇溶剂得以被循环利用，提高了该技术的经济适用性。

从该技术当前的应用概况上来看，低温甲醇洗工艺已经达到了比较成熟的水平，并在煤化工领域被广泛应用，尤其是在大型煤制氨的生产中，基本所有的氨合成装置体系中均包含低温甲醇吸收塔与解析塔。

从全球的角度上来看，世界范围内约有87个以上应用了低温甲醇洗技术的大中型工业化装置，由此可知，低温甲醇洗技术在化工生产上的应用已经实现了常态化。

但在此过程中，成熟的低温甲醇洗技术主要被掌握在外界发达国家手中，这使得国内企业需要应用该技术时，大多需要从国外引进相应的技术装置，因此，在该技术的应用中，前期投入相对较高，不过相较于其他脱除方法，其在能耗投资上依然占据比较大的优势。

1.2 低温甲醇洗技术的应用原理
从该技术的应用原理上来看，低温甲醛洗属于一种物理吸收方法，其在吸收酸性气体上呈现出的优势主要来源于，低温甲醛与酸性气体之间良好的气液平衡关系。

在亨利定律下，气体的溶解度会随着其分压的增大而增大，说明若增大酸性气体的分压，就会提高其在溶液中的溶解度，当运用甲醛作为溶液时，温度越低其对气体的作用力就越大，导致气体的分压增加，提高了酸性气体在甲醛中的溶解度，使甲醛得以吸收更多的酸性气体，实现了对酸性气体的高强度脱除。

基于此，从实际应用上来看，该技术的主要应用原理为，使带有酸性气体的化工产品，进入到能够喷洒低温甲醇的吸收塔中，借助其中的低温甲醇，吸收化工产品中的酸性气体，然后将溶有酸性气体的低温甲醇，输送至解析塔中，将甲醇中的酸性气体分离出去，用于制作工业酸等物质，同时，将去除了酸性气体的甲醇，送回吸收塔进行再利用，以实现该技术的实际应用。

1.3 低温甲醇洗技术的应用特点
从实现原理，以及实际应用上来看，该技术的应用特点主要体现在以下几个方面：
第一，净化能力强，根据低温甲醇溶解酸性气体原理可知，低温条件下，酸性气体在甲醇溶液中的溶解度会不断提高，因此，低温甲醇能够高效地吸附酸性气体。

但在实际应用中，其对酸性气体的强吸附力，主要体现在化工气体产品中，现阶段，借助该技术，气体产品内的总硫量，可以被减少至0.1μL/L以内，同时，CO2也可以被去除到10μL/L以内，由此可见，该技术具有优越的酸性气体净化能力；第二，选择性好，在应用-50℃以下的低温甲醇溶液时，若用热再生的方式，可以有效脱除含硫酸的气体，当使用气体再生法时，则可针对性脱除含硫气体，如果用降压解法，就可以高效吸收CO2气体，因此，从整体上来看，该技术具有良好的选择性，能够分段脱除酸性气体，以便于后继的回收；第三，热稳定性、化学稳定性均比较优越，一般来说，在该技术的应用中，由于甲醇的化学稳定性好，基本不存在腐蚀设备的情况，所以不需要对设备进行特殊防腐处理，同时，其热稳定性强的特点，也使其不会在应用中出现起泡等问题，增强了气体脱除效果。

2 低温甲醇洗技术在煤化工中的应用
2.1 在煤制甲醇生产环节中的应用
煤制甲醇是当前常见的一种煤化工形式，为了保证产品质量，人们通常会采用鲁奇低温甲醇洗技术，将产品中的H2S、COS、CO2等酸性气体予以脱除，使总硫量被控制在0.1mg/L以内，CO2被控制在3%以内，确保产品质量符合标准。

其中，鲁奇低温甲醇洗技术主要是指，同时具有脱除痕量杂质、大量脱除CO2、高纯度净化CO2、深度脱硫、富集酸性气体这五项功能的低温甲醇洗技术，其在煤制甲醇生产中应用的优势不仅在于其的低能耗，而且还可以减少三废生成量，提升煤制甲醇生产水平。

此外，在该技术的应用中，还可以使用德士古气化炉，结合低硫煤原料，制作气体原料，之后，再对原料加以耐硫变换处理，这样可以使该技术的运行更加高效，而且也能获得更好的净化效果。

在此背景下，如果所需净化的变换气为2.4×105m3/h，酸性气体为H2S、COS、CO2等，那么该技术下，产品中总硫量＜0.1μL/L，CO2的摩尔分数＜2.5%。

2.2 在煤制天然气生产环节中的应用
煤制天然气生产作为一个重要的煤化工类型，其在人们的日常生活中起到了关键的支持作用。

而酸性气体含量是影响天然气质量、使用效果的主要因素，人们通常会鉴于低温甲醇优越的酸性气体脱除性能，将低温甲醇洗技术运用到煤制天然气的生产中，以改善煤制天然气的生产水平。

现阶段，煤制天然气生产中常用的生产工艺以戴维甲烷化工工艺为主，而低温甲醇洗技术则主要运用在粗煤气的净化中。

在此过程中，首先，煤原料会经过气化加工转变为粗煤气。

其次，在粗煤气等待气体变换时，利用低温甲醇洗技术予以净化，去除其中的酸性气体。

最后，经过净化的煤气再被输送到甲烷合成塔，进行进一步处理，然后形成最终的天然气产品。

其中，所用的低温甲醇洗技术一般为林德低温甲烷洗技术，该技术的操作流程为，气体进入塔内后，先喷洒少许循环甲醇，以免结冰，此后，在以单塔的形式，对各类酸性气体予以吸收。

从整体来看，该技术的操作流程更加简便、冷量能耗也更少[1]。

2.3 在煤制合成氨生产环节中的应用
目前，煤制合成氨这一煤化工类型主要服务于农业化肥的制造。

而农业的高速发展，使得人们对煤制合成氨的质量和效率提出了更高的要求。

在此过程中，低温甲醇洗技术对酸性气体的高效脱除，能够极大地提升煤制合成氨生产效率和质量，因此，该技术被广泛应用到煤制合成氨作业中。

在化工作业中，由于低温甲醇的化学稳定性比较强，缓解了换热器的腐蚀问题，降低了故障几率与维护投入，所以，该技术在煤制合成氨生产中能够减少生产成本，增强化工作业效果。

此外，相较于其他工艺，运用该技术所得到的合成氨具有更高的纯度，有助于化肥产品质量水平的提升[2]。

3 结语
综上所述，有效运用低温甲醇洗技术，能够改善煤化工生产的技术条件。

在化工生产中，仔细分析低温甲醇洗技术，可以明确该技术应用状态，为技术方案的编制提供依据，同时，合理运用该技术，能够强化甲醇、天然气、合成氨等化工产品的制造效果，从而提升煤化工运作水平。

参考文献：
[1]文培娜.甲醇装置和乙二醇装置低温余热综合利用小结[J].中氮肥, 2021(01):38-40+65.
[2]王登峰,张学兰,陈政.煤化工工艺学课程思政教育改革与实践[J].广东化工,2021(01):197+202.
作者简介：
赵万鹏（1989.7-），男，大专，助理工程师，研究方向：低温甲醇洗。