低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用

李 斌

(山西焦煤西山煤电多种经营公司新技术产业发展中心管业公司，山西 太原 030053)

引 言

随着经济的迅速发展，我国的能源短缺和环境污染问题愈加严重。尤其是在煤化工这一行业，无论制备哪一种气体，都难免会产生一定的杂质，进而对环境造成污染破坏。为了解决这一问题，很多煤化工企业都采用了低温甲醇洗技。低温甲醇洗技术虽然具有诸多方面的优势，但是其中仍然存在诸多问题。因此，煤化工企业应该积极改进，以解决低温甲醇洗技术中存在的问题，确保这项技术在煤化工行业中充分发挥作用。

1 低温甲醇洗技术简介

作为我国煤化工行业中应用十分广泛的一种技术，低温甲醇洗技术能够帮助净化煤化工行业在作业过程中产生的杂质气体，因此在很大程度上推动了煤化工合成气的行业进步，促进我国煤化工行业继续发展，进而在一定程度上缓解了我国能源紧张的状况。基于此，本文首先针对低温甲醇洗技术进行简单的介绍，以便为这项技术在煤化工行业中的应用研究奠定基础。

1.1 低温甲醇洗技术的工作原理

在煤化工企业进行作业时，容易产生一些杂质气体，为了去除其中所含的酸性气体，需要煤化工企业借助一定的净化装置。低温甲醇洗技术便是这一过程中被大多数煤化工企业采用的一种技术装备，因为这一技术可以通过物理性反应成为酸性气体的吸收剂，进而达到净化气体的目的。具体而言，低温甲醇洗技术在进行气体净化时主要会经历以下三个阶段:第一，需要确保低温甲醇洗技术的工作环境为-50 ℃左右，这是低温甲醇洗技术充分发挥作用的一大基础条件，能够使甲醇在这一环境下大量吸收并溶解二氧化碳、硫化羰以及硫化氢等酸性气体。甲醇对酸性气体吸收的程度并非一成不变的，它可以在吸收的过程中通过对温度解压力进行调整来控制酸性气体吸收的程度；第二，通过氮气闪蒸，能够帮助富甲醇实现再生，而富甲醇又能够进一步在反应的过程中提供更多的冷却条件，使气体净化的环境条件得以优化。另外。氮气等气体在进行完闪蒸之后，能够被循环压缩，进而能够进入洗涤再次循环，确保了低温甲醇洗技术的高效作业，同时也最大限度地降低了能耗损量；第三，甲醇在循环的过程中会经过脱水塔，这一步骤能够维持甲醇作业过程中的水平衡。加之煤化工企业在生产中产生的甲醇可以通过脱水塔进行回收利用，这就在很大程度上降低了甲醇的损耗，同时确保酸性气体在硫的回收装置中得以回收[1]。

1.2 低温甲醇洗技术在煤化工应用中的意义

作为一种典型的物理吸收技术，低温甲醇洗技术具有诸多方面的优势，其中主要表现为以下四个方面:第一，净化之后的气体能够实现更加高效的利用。低温甲醇洗技术的最大优势，就是对酸性气体的吸收作用极强，而且在进行吸收之后能够实现很大程度的净化功能。在这种作用效果之下，气体的精华纯度得以提升，从而使其能够有效的利用到工业领域中；第二，低温甲醇洗技术在煤化工企业的应用中能够有效提高工作效率。低温甲醛洗技术的一大特点，就是对于酸性气体的吸收具有极高的选择性。具体而言，低温甲醇洗技术在净化杂质气体时，能够促使气体中的含硫含碳化合物在同一个吸收塔中进行吸收，这一过程不仅能够提高吸收效率、减少繁琐步骤，而且能够进一步提升整个工作流程的效率，为煤化工企业带来了极大的便利；第三，低温甲醇洗技术能耗较低。这一优势主要体现在低温甲醇洗技术的工艺流程操作环境中，即该技术在温度极低的环境下也能高效有序运转。另外，低温甲醇洗技术在工作过程中能够产生富余的甲醇，进而成为气体冷却的重要物质基础。因此，低温甲醇洗技术的工作流程能耗较低，不仅能够降低溶液的使用次数，提升整体的利用率，而且工艺流程十分稳定、安全性高，不会发生类似于气泡之类的不利现象；第四，低温甲醇洗技术降低了工作流程的成本。一方面，甲醇对于酸性气体的吸收效果比较好，提高了整体的工作效率；另一方面，甲醇具有较低的酸性，因此不会像硫元素那样对设备造成极强的腐蚀，这就间接降低了企业的维修保养成本，促进煤化工企业进一步发展[2]。

2 低温甲醇洗技术存在的问题

尽管低温甲醇洗技术具备诸多方面的优势，并且这一技术在我国煤化工企业中得到了广泛应用。值得注意的是，其中仍然存在诸多问题，这不仅在一定程度上阻碍了低温甲醇洗技术的发展，而且还进一步影响煤化工企业和能源问题的解决。基于此，下面将针对低温甲醇洗技术存在的问题进行详细分析。

2.1 工艺运行过程中的冷却不充分

工业合成甲醇是一个及其复杂的过程，而在这一过程中起到决定性作用的就是冷却效果。冷却效果的质量能够直接影响低温甲醇洗技术对杂志气体的净化效果，进而影响整一个工作流程的作用发挥。然而，在利用低温甲醇洗技术进行气体净化时，大多数煤化工企业在工艺过程中都会出现冷却不充分的现象。尤其是在温度较高的状态下，这种问题出现的可能性进一步加大。冷却不充分产生的最直接后果，就是会影响到甲醇对酸性气体的吸收能力，进而导致酸性气体吸收的不够充分，而吸收量的不足又会导致设备功能出现一系列问题。因此，低温甲醇洗技术中对于冷却技术和效果的关注是重点。

2.2 硫对设备的腐蚀危害

大多数煤化工企业在其实际的生产过程中，经常会出现原料中的硫元素含量过高的现象。作为一种腐蚀性极强的元素，硫不仅会对设备造成较大程度的腐蚀，而且硫元素会导致众多的催化剂中毒，从而失去活性。硫元素导致的设备腐蚀会带来一系列不利影响:一方面，设备的腐蚀破坏首先会给企业的生产活动造成影响，这也是最直接最严重的一种危害；另一方面，设备在遭到腐蚀和破坏之后，需要煤化工企业对设备加强维修和保养，这也间接的说明了企业付出了一定的人力成本和维修保养成本。

2.3 甲醇循环率不足问题

煤化工企业在煤制甲醇的生产过程中，很容易出现的一种问题是甲醇消耗量过高，而造成这一现象的最主要原因就是甲醇的循环率不足。从更深层次的角度进行考虑，可以将原因延伸到设备自身的方面，这时候甲醇消耗量过高则是由于设备漏气、跑气等现象造成的。因此煤化工企业在分析这一方面的问题时，应该从多个角度考虑并进一步寻找解决措施。

3 低温甲醇洗技术在煤化工中的应用

低温甲醇洗技术在煤化工企业中主要应用在三个方面:第一，煤制甲醇。作为一种十分重要的工业原料，甲醇在煤化工行业的应用十分广泛。煤在经历过一系列化学反应之后能够产生甲醇，具体而言，需要经过煤的气化、一氧化碳转化、低温甲醇洗，最后就能够合成甲醇。另外，低温甲醇洗技术在经过各种不同的化学反应之后，能够产生出乙酸、丙烯、二甲醚等多种可以用于化工生产活动的原料；第二，煤制天然气。作为我国一种不可或缺的资源，天然气在人们的生产生活中发挥了极大的作用。天然气目前也同样是我国的一项稀缺资源，储量无法满足实际的需求需要，煤制天然气能够在一定程度上解决这一问题。首先，需要以煤为原料，对煤炭进行气化使其成为粗煤气，在经过一系列的变换单元后得到合适的碳氢配比，之后利用低温甲醇洗技术脱除酸性气体，最后将被净化的煤气输入甲烷反应器，便能制造出煤制天然气；第三，煤制合成氮。作为一个农业大国，我国对于化肥的需求量是十分大的，煤制合成氨能够在一定程度上提供帮助。对于煤制合成氨的制作而言，需要利用低温甲醇洗技术进行一系列复杂的化学反应，生产出化肥、苯胺以及硝酸等多种产品。煤制合成氨首先需要将煤炭进行气化，其次需要进行一氧化碳的转化工作，最后利用低温甲醇洗技术就能够合成氨[3]。

4 结语

低温甲醇洗技术在我国工业领域，尤其是煤化工行业得到了广泛应用，它可以帮助形成煤制甲醇、煤制天然气以及煤制合成氨，为推动煤化工行业的发展贡献了一份力量，为解决我国的能源短缺情况提供了巨大帮助。