孫大釗（中國神華煤制油鄂爾多斯煤制油分公司，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

低溫甲醇清洗技術在煤化工產業(yè)中的應用，能夠在很大程度上促進煤氣化制成合成氣行業(yè)的發(fā)展，并且能夠有效的緩解我國能源資源緊張的局面，所以其發(fā)展?jié)摿κ鞘志薮蟮?，故在本文中主要就低溫甲醇洗技術及其在煤化工中的應用進行了簡單的分析。

1 低溫甲醇洗技術發(fā)展簡介

低溫甲醇洗氣體凈化技術是20世紀50年代初期林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的利用低溫甲醇處理含高濃度酸性氣體的凈化工藝。首先在煤加壓氣化的粗煤氣凈化方面獲得了應用，隨后又被應用到了城市煤氣、渣油氣化等領域。低溫甲醇洗技術作為物理吸收的代表方法在我國煤化工氣體凈化領域中得到廣泛的應用。低溫甲醇洗裝置的優(yōu)點較多，對于煤化工裝置來說，主要具備如下優(yōu)勢：第一，因為物理吸收沒有化學反應，故可以處理含有多種雜質的煤制合成氣而不會產生常見的起泡，溶劑中毒等現(xiàn)象；第二，低溫甲醇洗技術可以選擇性脫硫，這樣就為采用克勞斯工藝大量回收硫磺提供了條件；第三，低溫甲醇洗裝置的凈化程度較高，這就節(jié)省了后續(xù)的干法凈化工段，大大的縮短了煤化工的流程；第四，因為低溫操作，故氣體的溶解度高，甲醇循環(huán)量小，單套裝置處理能力大，系統(tǒng)能耗較低;第五，甲醇的蒸氣壓低，損失量降低。

正是這些優(yōu)勢，低溫甲醇洗凈化技術在大型煤制甲醇和煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴等新興煤化工裝置中得到了大規(guī)模的應用。在國內化工界，低溫甲醇洗裝置基本上已經成了煤化工的標配。目前，我國已有多套低溫甲醇洗裝置運行和在建，其操作壓力范圍較寬2.4-8.0MPa（G）左右壓力下的裝置均有運行。我公司采用林德公司經典五塔流程，即在甲醇洗滌塔中分段完成酸性氣體的吸收，在H2S濃縮塔完成CO2的氣體再生和富甲醇液中H2S、COS濃縮，在汽提塔中完成CO2氣體的氣提再生，在熱再生塔中主要完成H2S、COS的熱再生，在甲醇脫水塔中完成甲醇溶液吸收水份的分離。

2 低溫甲醇洗技術的應用特點

低溫甲醇洗技術的本質是物理方法，利用了硫化氫、二氧化碳以及COS等氣體在低溫高壓下能高度溶解于甲醇，當壓力降低或溫度升高時又容易釋放出來，而對于H2和CO來說不利溶于甲醇的特性。

此技術的主要特點如下：

2.1 低溫甲醇洗技術對酸性氣體具有很強的凈化能力，并且氣體的凈化效果很好，主要是對于硫化氫、二氧化碳以及COS等氣體。

2.2 甲醇對于硫化氫、二氧化碳以及COS氣體有很強的選擇吸收性，高效率地對氣體進行脫硫與脫碳。

2.3 低溫甲醇洗技術在吸收的過程中，不會發(fā)生起泡等不穩(wěn)定現(xiàn)象，其化學穩(wěn)定性比較強。

2.4 甲醇的化學腐蝕作用不強，在生產的過程中，不需要進行相應的防腐蝕的處理，省略防腐蝕技術開發(fā)的步驟，節(jié)省了防腐技術的開支。

2.5 甲醇的造價很低，工業(yè)上的甲醇生產來源很廣泛，容易獲得，成本低。

3 低溫甲醇洗工藝簡介

3.1 工藝原理簡介

凈化裝置的目的是去除變換氣中的酸性氣體成分。該過程是一種物理過程,用低溫甲醇作為吸收劑。在溫度-50℃左右時,甲醇對于CO2,H2S和COS具有較高的可溶性。吸收中的控制因素是溫度和壓力。富甲醇通過閃蒸和氮氣氣提再生。富甲醇的閃蒸為該過程提供額外的冷卻。閃蒸氣通過循環(huán)壓縮,然后再循環(huán)到洗滌塔,其損耗量最低。甲醇脫水塔保持甲醇循環(huán)中的水平衡。尾氣洗滌塔使隨尾氣的甲醇損耗降低到最大限度。酸性氣體到硫回收裝置。

3.2 工藝流程簡介

裝置中低溫甲醇在甲醇洗滌塔中(3.1MPa)脫硫脫碳,之后富甲醇液進入第一閃蒸分離器和第二閃蒸分離器（1.3MPa）,閃蒸氣通過循環(huán)壓縮機加壓送回到甲醇洗滌塔入口前。閃蒸后的富甲醇液進入H2S濃縮塔,在常壓下進行閃蒸、氣提,實現(xiàn)CO2再生。然后富硫的半貧甲醇進入熱再生塔利用再沸器中產生的熱量進行熱再生,產生的H2S氣體送至硫回收裝置，完全再生后的貧甲醇經貧甲醇泵加壓后進入甲醇洗滌塔。

3.3 操作要點

3.3.1 進氣量與甲醇量的調節(jié)

當進氣量＞162000Nm3/h時,甲醇循環(huán)量=1.67×進氣量;當進氣量≤162000Nm3/h時,甲醇循環(huán)量為常量271T/H,最終控制裝置凈化氣出口CO2≤2.0%,H2S+COS≤0.1ppm。

3.3.2 噴淋甲醇量的調節(jié)

正常值為1.62t/h一般不隨負荷的變化而變化

3.3.3 H2S增濃量的調節(jié)

當酸性氣出口的H2S含量降低時,調節(jié)酸性氣返回線的流量控制閥,增大酸性氣回流量,最終保證酸性氣中H2S的最小濃度為25%。

3.3.4 系統(tǒng)甲醇的補入調整

正常生產時控制調節(jié)低溫甲醇洗系統(tǒng)內各塔器液位基本維持在50%左右，依據甲醇貯槽的液位變化及系統(tǒng)當前運行負荷狀況，可粗略判斷系統(tǒng)甲醇損失情況，并決定是否需要補充適量甲醇，以保證甲醇循環(huán)的穩(wěn)定運行。

3.3.5 系統(tǒng)甲醇含水量的調整

進入甲醇脫水塔的甲醇液流量控制在約4900Kg/h，只有當水含量過高時，可采取提高流量調整措施，控制系統(tǒng)水含量在0.5%以下。

3.3.6 蒸汽流量調節(jié)

當熱再生塔蒸汽流量控制與甲醇循環(huán)量投用比率控制時，進入熱再生塔再沸器的蒸汽流量根據甲醇循環(huán)量自動進行調節(jié)，該流量與熱再生塔中甲醇的硫含量有關，控制再生甲醇的硫含量不應超過0.5ppm。

甲醇脫水塔的蒸汽流量要根據甲醇中的水含量進行調節(jié)，保證塔頂水含量不應超過0.1%。

3.3.7 氣提氮氣量的調整

H2S濃縮塔的氣提氮氣提供冷量，并且主要根據甲醇的循環(huán)量進行調節(jié)。適當的增加氣提氮氣流量，塔內解析氣量增加，循環(huán)系統(tǒng)內部的冷量需求有所降低，但過高的話可能會造成塔頂尾氣的H2S含量升高及物料的大量消耗。

氣提塔的氣提氮氣量決定酸性氣送出界區(qū)的流量，為了降低氮氣耗量和尾氣產量，可以按照負荷降低1%，氮氣耗量降低0.5%的比例進行調節(jié)。

為避免熱再生塔負荷過大，氣提氮氣量就不能過少，要保證氣提塔底部甲醇的CO2含量低于0.12%（wt）。一旦氣提氮氣量過低，熱再生塔解析CO2量加大，就可能造成酸性氣中H2S含量過低和酸氣壓力超高。

4 低溫甲醇洗技術的煤氣方面的應用

4.1 煤制甲醇

甲醇是基礎的石化產業(yè)原料，同時是成產二乙醚、乙酸等化工產品的主要原料。因此，原油價格攀升的趨勢下，也會帶動傳統(tǒng)甲醇、二甲醚等生產成本的增加，促進了煤制甲醇的發(fā)展。煤制甲醇的工藝比較復雜，包括許多化學反應環(huán)節(jié)，將煤炭進行煤氣化、CO變換、低溫甲醇洗、甲醇合成等處理后，能夠制成甲醇，再次進行加工形成二乙醚、乙酸、甲醛等化工原料。

另外，針對煤制甲醇裝置酸性氣體脫除的通用技術研究表明，低溫甲醇洗相對于聚乙二醇二甲醚技術流程，在投入、技術穩(wěn)定性、環(huán)保等方面具有很大優(yōu)勢，尤其運用在大型甲醇裝置上，效果更佳明顯。

4.2 煤制天然氣

天然氣是我國日常需求量越來越多的一種氣體，然而我國的天然氣儲備量卻特別匱乏，所以煤制天然氣在這個關鍵的時期起到了至關重要的作用。把煤轉換成天然氣是一個特別復雜的過程，需要考慮在煤礦的坑口，選擇合適的煤氣化技術，集中設置多套大型化的煤氣化裝置，經過變換、低溫甲醇洗、甲烷化等化工處理產生CH4。

5 結語

低溫甲醇洗技術不僅在我國有廣泛的應用，其應用優(yōu)勢在全世界的煤化工業(yè)中均有明顯的體現(xiàn)。通過本文對低溫甲醇洗技術的應用分析，我們了解了其應用特點與應用方法，并且簡要介紹了低溫甲醇洗操作要點，希望對各位同行在工作中有所參考和幫助。

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