吳慶(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)

1 低溫甲醇洗工藝概論

低溫甲醇洗是上世紀(jì)70年代發(fā)明的一種酸性氣體凈化工藝，在使用過程中將甲醇作為酸性氣體的吸收溶液，將溫度降低到零下60攝氏度之后，就可以通過物理特性吸收原料中存在的硫化氫、二氧化碳等酸性氣體及雜質(zhì)。低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，尤其是在煤工業(yè)氣處理中有顯著效果。應(yīng)用的范圍主要有：煤炭/天然氣脫硫、工業(yè)制氫、合成氨生產(chǎn)等等。

低溫甲醇洗工藝是德國(guó)魯奇公司率先發(fā)明并應(yīng)用的，魯奇公司建成了世界上第一套低溫甲醇洗工藝裝置，其工作原理為“氣化、脫硫、變換、脫碳”，在整個(gè)酸性氣體凈化過程中，不涉及為甲醇提供降溫的冷卻系統(tǒng)，需要額外進(jìn)行準(zhǔn)備。

隨后德國(guó)林德公司對(duì)低溫甲醇洗工藝進(jìn)行了研究，并對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了完善和總結(jié)。林德公司所改良的低溫甲醇洗工藝及設(shè)備更科學(xué)，減少了不必要的裝置，降低了投資費(fèi)用。同時(shí)林德公司將低溫甲醇洗工藝定位在脫硫和脫碳兩個(gè)方面。

2 低溫甲醇洗工藝的優(yōu)勢(shì)

除了低溫甲醇洗工藝之外，國(guó)內(nèi)還有其他類型的凈化工藝，聚乙二醇二甲醚（NHD）產(chǎn)品就是其中最典型的一種。但與低溫甲醇洗工藝相比，兩者之間的優(yōu)劣十分明顯。

需要明確的一點(diǎn)事，NHD工藝也可以實(shí)現(xiàn)與低溫甲醇洗工藝同樣的氣體凈化要求，但是不同的工藝類型所造成的成本和經(jīng)濟(jì)性有所區(qū)別。

2.1 低溫甲醇洗工藝的吸收能力強(qiáng)

實(shí)驗(yàn)表明，在同樣壓力的情況下，1立方米甲醇吸收二氧化碳的容量可以達(dá)到180立方米（最少160立方米），而且在整個(gè)凈化的過程中，溶液循環(huán)損失小，能耗小；同樣條件下采用1立方米NHD溶劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，二氧化碳的吸收量只有40-60立方米，同時(shí)在NHD溶劑的消耗量方面很不經(jīng)濟(jì)。

從凈化的本質(zhì)上說，甲醇和NHD都是物理反應(yīng)作用，所有溶劑都應(yīng)該可以循環(huán)、回收、利用，根據(jù)數(shù)據(jù)很明顯地判斷出，低溫甲醇洗的功能性更好。

2.2 低溫甲醇洗工藝的吸收性更好

在低溫狀態(tài)下，甲醇對(duì)酸性氣體具有更好的選擇性，對(duì)二氧化碳、硫化氫、一氧化硫等酸性氣體以及雜質(zhì)，都能夠做到大范圍的吸收。尤其是對(duì)主要的酸性氣體二氧化碳、硫化氫的吸收力較強(qiáng)，達(dá)到99.5%。在進(jìn)行化肥產(chǎn)品生產(chǎn)中（尿素）中，完全可以滿足對(duì)二氧化碳的回收需求。相對(duì)應(yīng)地，NHD工藝對(duì)于二氧化碳、硫化氫的吸附能力較弱，因此在凈化之前需要一個(gè)脫硫預(yù)處理過程。無疑增加了中小化肥企業(yè)的投入。

2.3 低溫甲醇洗的性價(jià)比高

從理論上計(jì)算，NHD工藝的溶劑在低壓蒸汽中的損耗很小，在化肥生產(chǎn)中合成氨的氣體凈化中，NHD脫硫脫碳溶劑損失為0.06千克，但實(shí)際上損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這一數(shù)據(jù)，為0.33千克；而利用低溫甲醇洗工藝，甲醇的損失為1.76千克。

此外，最明顯的差別是兩種溶液的價(jià)格。根據(jù)2015年6月份中國(guó)化工網(wǎng)上的報(bào)價(jià)顯示，甲醇的批發(fā)價(jià)格為每噸1300元（RMB），而NHD溶液的價(jià)格每噸為20000-50000元（RMB）不等；同時(shí)，低溫甲醇洗的凈化工藝溶劑也比NHD要便宜很多。

3 低溫甲醇洗工藝的劣勢(shì)分析

首先，低溫甲醇洗工藝具有產(chǎn)權(quán)保護(hù)。低溫甲醇洗工藝的發(fā)明企業(yè)是德國(guó)的魯奇公司和林德公司，如果要使用這一工藝就要購(gòu)買相應(yīng)的專利技術(shù)和設(shè)備，需要消耗大量的資金，這對(duì)一些小型化肥凈化裝置而言是不現(xiàn)實(shí)的。

其次，作為吸收酸性氣體的溶液，甲醇是一種毒性較大的化工產(chǎn)品，在應(yīng)用中存在一定的危險(xiǎn)。

再次，低溫甲醇工藝的應(yīng)用個(gè)流程較為復(fù)雜，尤其是需要構(gòu)建一個(gè)低溫環(huán)境，所以對(duì)設(shè)備材料的要求也很高。而國(guó)內(nèi)采用的NHD方式相對(duì)而言較為簡(jiǎn)單，材質(zhì)也沒有過多的要求。

4 低溫甲醇洗工藝在中小化肥凈化裝置中的應(yīng)用

近年來，我國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度很快，其產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、紡織業(yè)等得到了廣泛應(yīng)用；國(guó)內(nèi)有很多以煤為原料生產(chǎn)合成氨的中小型化肥企業(yè)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力比較弱，需要不斷地壓縮成本才能在市場(chǎng)上生存。

由于生產(chǎn)合成氨的過程中存在很多的二氧化碳酸性氣體，其處理的方法中，物理吸附手段是最經(jīng)濟(jì)的。事實(shí)上，通過物理手段進(jìn)行酸性氣體凈化的技術(shù)有兩個(gè)方向，即熱吸法和冷吸法；NHD就是典型的熱吸法。

低溫甲醇洗工藝之所以首要的選擇，與中小型化肥凈化裝置的特點(diǎn)有關(guān)，一方面企業(yè)要實(shí)現(xiàn)效果最大化和利益最大化，另一方面在操作過程中，冷吸法要比熱吸法更安全。

綜上所述，低溫甲醇洗工藝在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用和推廣還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)期，尤其是針對(duì)一些中小化肥廠凈化裝置而言，需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改良，否則在現(xiàn)有的條件下是無法順利投入生產(chǎn)的。

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