低温甲醇洗工艺节能优化的相关探讨

曹晋斌

（山西潞安煤基合成油有限公司，山西长治 046100）

低温甲醇洗工艺节能优化的相关探讨

曹晋斌

（山西潞安煤基合成油有限公司，山西长治 046100）

随着我国科学技术的不断改进和发展，低温甲醇洗工艺技术也取得了进一步的提升，尽管其应用效果与以前相比已经得到很大程度的改善，但是在能耗方面还有待改进，利用硫化氢脱除工艺能实现CO2的二次循环利用，进而达到减少甲醇循环量，降低整个生产过程总能耗的目的。因此，针对低温甲醇洗工艺节能优化进行了分析和探究。

低温甲醇洗；节能优化；分析

低温甲醇洗工艺是在20世纪50年代出现的，它对高浓度酸性气体的处理来说比较适宜，尤其是在净化含硫水煤气方面。该技术以其独有的净化效果好、应用灵活性强等特点而受到现代煤气化工行业的广泛欢迎，它不仅在去除硫化氢与二氧化碳方面能得到较好的效果，同时也能确保后期的加工工序不会受到硫化物等有害物质的影响。但这并不代表该技术就不存在缺陷，在工艺节能方面还需进一步改进。

1 低温甲醇洗工艺节能优化的必要性

20世纪以后，我国的综合国力得到了很大程度的提升，这为我国工业化的发展提供了保障，从目前的现状看，我国的工业企业不仅在发展规模上进一步扩大，同时也在发展前景、发展深度上取得了较大进步，站在客观的角度来看，这虽然是一种好现象，但同时也导致我国社会各行各业的发展对能源的依赖性逐渐增强，能源消耗量的激增导致我国能源紧缺的局面越来越严峻，再加上能源需求的多样化特点，使我国经济的长远健康发展面临极大的阻碍与挑战。“多样化”的能源需求并不难理解，它主要指的是在目前的形势下，各种类别的能源在市场需求方面都显著攀升，我国虽然地大物博，但是各种资源的储量和分布存在极大的差异，以石油、煤炭和天然气这三类主要的高需求资源为例，我国在煤炭资源的储量上显然要丰富得多，而天然气和石油资源却显得极为匮乏，为了从根本上化解这一难题，我国选择了大力推进煤化工业的发展道路，基于我国煤炭资源储量丰富的特点，采用成本较低的煤炭资源来取代天然气和石油资源的应用具有一定的可行性和必要性。大量研究已经证明，煤制油和煤制气在所需投入的资金上显然要比直接利用天然气和石油资源划算得多，这就意味着煤化工产品在我国具有广阔的发展前景。然而，在煤化工产业的实际发展过程中，由于液体和气体产品中含有一些硫化物、CO2等各种杂质，这些杂质属于有害性物质，不仅会降低产品的整体质量，同时也很可能给生态环境带来严重污染和破坏。所以，有必要在实际应用中对其采取适当的净化处理措施。

以煤制气产品作为讨论对象，通常来说，应用比较广泛的净化技术主要有低温甲醇洗工艺、栲胶脱硫法以及NHD气体净化工艺等，其中，以低温甲醇洗工艺的优点最为显著，因此，该工艺技术在大规模煤化工企业中广受青睐。随着低温甲醇洗工艺应用领域的扩大，越来越多的人开始关注这一工艺的优劣性对比，尽管该工艺在实际运用中需要一次性投入巨额资金，但站在安全性、稳定性等角度考虑，低温甲醇洗工艺的整体优势仍然要比其他同类技术工艺高出许多，而且，伴随我国节能改造技术的不断更新和改进，将其应用于低温甲醇洗工艺的节能改造之中，可在一定程度上降低该技术工艺的成本，这对解决我国严峻的能源紧缺问题来说是大有好处的。

2 低温甲醇洗工艺节能优化的基本思路

理论和实践研究表明，低温甲醇洗工艺在实际应用过程中的最主要能耗来源于输送甲醇时的动力能耗，从目前的现状来看，我国的煤化工企业所排放的工艺气体中最主要的成分是CO2，其他次要成分包括硫化物等酸性气体，但这些物质的含量非常低，低温甲醇洗工艺主要利用循环甲醇来达到去除硫化物等酸性气体的目的，但是与此同时，也会导致二氧化碳被去除，如果可以利用其他技术方法来减少工艺气体中CO2的含量，便可以有效控制甲醇的循环量，进而达到节约运送甲醇过程中的动力消耗的目的。采用对工艺气体降温的方式，可分离出工艺气体中的少量CO2，然后再通过甲醇去除工艺气体中的CO2，这样便顺利达到了降低甲醇循环量的目的。

3 低温甲醇洗工艺节能优化的关键技术

3.1 对CO2进行液化分离

低温甲醇洗的过程中可产生含量较低的硫化物等有害气体及含量较高的二氧化碳气体，整个工艺过程中循环甲醇不仅用来脱除硫化物等其他有害气体，还要脱除二氧化碳，若能利用其他节能的工艺脱除工艺气中的部分二氧化碳，就可以减少甲醇循环量，从而提高低温甲醇洗工艺节能效益，宁夏石化公司通过低温甲醇洗与二氧化碳液化分离技术的耦合来净化需要处理的工艺气，二氧化碳的液化分离主要通过降低温度实现，较低温度下工业气中甲醇蒸汽的饱和蒸汽压相应降低，所带走的甲醇量就相应减少。显然，该工艺技术的改进主要是通过采用液化分离的方式将部分二氧化碳分离出来而实现的，这样一来，用于吸收二氧化碳的甲醇总量就会显著降低，从而达到减少能耗的目的。经过工艺改造后的甲醇使用量大大降低，这样不仅能起到减少整个甲醇循环过程中动力消耗的作用，同时也能最大限度避免冷却系统产生的工作损耗，从而以最小的付出来确保系统的正常运行。另外，在经过甲醇脱除之后CO2的总含量显著减少，同时也减少了氮气的损耗，使得用于气体回收的循环压缩机的功率得到有效控制，能成功分离出来的二氧化碳浓度也要高得多，可以说两全其美。

3.2 高压闪蒸系统能量回收

液化分离的二氧化碳在经过闪蒸换热器闪蒸后可为工业气中二氧化碳的液化冷却提供所需的冷量，其冷量的再利用减少了低温甲醇洗过程中的冷量补充，减少了能耗。闪蒸回收冷量时，为避免二氧化碳固化结冰对整个工艺过程产生影响，闪蒸后的气体二氧化碳压力应控制在二氧化碳三相点压（517 950Pa）以上，为进一步回收能量，可增设二氧化碳膨胀机，二氧化碳经过膨胀机绝热做功膨胀，回收二氧化碳压力势能的同时，也能相应获得二氧化碳在做功膨胀过程中产生的冷量，从而大大降低低温甲醇洗过程中冷量的消耗。

3.3 液体二氧化碳的充分利用

液化分离后的二氧化碳还可作为冷源使用，使脱碳塔底部出口富碳甲醇的温度低于零下45℃，使二氧化碳充分溶解于甲醇中，从而减少整个工艺过程中贫甲醇的循环量。

4 节能效应分析

本文中所探讨的低温甲醇洗工艺的节能改进技术在不同煤气化工艺中的应用可能存在数据结果上的差异，因此，节能效应也有所不同。一般来说，该技术的节能效应与煤气化工艺的压力成正比，对于压力较低的煤气化工艺来说，其节能效应也不是很明显；对于压力较高的煤气化工艺来说，其节能效应相对比较显著。对于相同压力的煤气化工艺来说，后期生成甲醇的节能效应与后期生成氮的节能效应相比要弱一些。

5 结束语

综上所述，低温甲醇洗工艺对我国现代化工产业的发展来说具有重大意义，面对不断提高的能源需求，对低温甲醇洗工艺进行节能优化是必要的，可通过对二氧化碳进行液化分离、闪蒸循化气二氧化碳再吸收等方式来实现低温甲醇洗工艺能耗的降低，同时，还可以通过对工艺设备的性能进行改进、优化工艺流程等来达到节能目标。

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Discussion on Energy-saving Optimization of Low Temperature Methanol Washing Process

Cao Jin-bin

With the continuous improvement and development of science and technology in China，low-temperature methanol washing technology has also been further improved，although its application effect has been greatly improved compared with the previous，but also need to be improved in terms of energy consumption，The use of hydrogen sulfide removal process can achieve CO2secondary recycling，and thus to reduce the amount of methanol circulation，reducing the total energy consumption of the entire production process purposes.This paper analyzes and explores the energy saving optimization of low temperature methanol washing process.

low temperature methanol washing；energy saving optimization；analysis

TQ223.121

B

1003–6490（2017）10–0009–02