李石堯（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

1 低溫甲醇洗工藝節(jié)能改進(jìn)技術(shù)背景

1.1 節(jié)能改進(jìn)技術(shù)的必要性

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)程明顯加快，在深度和廣度方面取得了較大的成就?？陀^上，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與工業(yè)進(jìn)步對(duì)能源消耗量快速攀升，同時(shí)多樣性的能源需求開(kāi)始成為我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的瓶頸。

所謂“多樣性”能源需求，其內(nèi)涵主要指在當(dāng)前情況下，不同能源類型的充分應(yīng)用，在平均需求量上都有所提升。而我國(guó)的能源形式卻十分嚴(yán)峻，煤炭資源豐富，石油和天然氣資源相對(duì)貧乏。為了解決這一矛盾，大力發(fā)展煤化工業(yè)就成了必然。

我國(guó)能源的富煤性特征決定了以低成本的煤炭資源代替石油、天然氣的必然性，煤制氣、煤制油在成本方面更加節(jié)約，預(yù)示著煤化工產(chǎn)品的社會(huì)比例越來(lái)越大。但是，在煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，氣體、液體產(chǎn)品中還有大量的二氧化碳、硫化物等雜質(zhì)，不僅影響了產(chǎn)品的品質(zhì)，同時(shí)也造成了極大的環(huán)境污染，因此在應(yīng)用過(guò)程中必須進(jìn)行凈化。

以煤制氣產(chǎn)品為例，較為常用的凈化方法包括：NHD氣體凈化、栲膠脫硫法、低溫甲醇洗工藝等。其中低溫甲醇洗工藝以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為大型煤化工產(chǎn)業(yè)的凈化首選。

低溫甲醇洗工藝的大范圍推廣，引發(fā)了人們對(duì)其優(yōu)劣的對(duì)比思考。雖然一次性投資方方面需要大量的資金，但從其穩(wěn)定性、安全性等方面考慮，低溫甲醇洗工藝的綜合評(píng)價(jià)依然有無(wú)可取代的優(yōu)勢(shì)。在不斷改進(jìn)的過(guò)程中，節(jié)能技術(shù)的巨大空間成為降低成本的又一切入點(diǎn)，這對(duì)我國(guó)當(dāng)前嚴(yán)峻的能源形式而言，是一個(gè)很好的緩解措施。

1.2 節(jié)能改進(jìn)技術(shù)的思路

低溫甲醇洗工藝的主要有效成分是甲醇溶劑，在整個(gè)凈化過(guò)程中，甲醇在低溫狀態(tài)下可以直接或間接地吸收酸性氣體（物理過(guò)程）；雖然甲醇自身并不消耗，但甲醇循環(huán)所消耗的能源占整個(gè)工藝的50%以上。

低溫甲醇洗的主要針對(duì)對(duì)象是碳和硫兩類化合物，其中二氧化碳的含量要明顯高于二氧化硫、硫化氫等酸性氣體（70%以上），也就是說(shuō)，低溫甲醇洗工藝在脫硫的過(guò)程中僅僅消耗很少一部分能量，絕大部分在脫除二氧化碳的過(guò)程中消耗在甲醇循環(huán)方面；同時(shí)，研究證明，脫碳作業(yè)的能耗要大大高與脫硫作業(yè)。

基于此，如果能夠改進(jìn)節(jié)能工藝，降低工藝氣中的二氧化碳含量，就可以大幅度降低能耗；按照這一思路，也可以減少甲醇的需求量。

2 低溫甲醇洗工藝節(jié)能改進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 液化分離二氧化碳

這一節(jié)能改進(jìn)技術(shù)的基本思路是：在進(jìn)行脫除硫化合物以及其他酸性氣體之后（利用脫硫和脫碳的先后步驟不同原理），剩余的工藝氣迅速降溫，將一部分二氧化碳實(shí)現(xiàn)液化分離并排除；相對(duì)應(yīng)地，考慮到反應(yīng)罐內(nèi)的空氣比例不精確性，還會(huì)剩余一部分二氧化碳，這一部分工藝氣再次進(jìn)入低溫甲醇洗工藝流程中，用來(lái)脫除剩余的二氧化碳。

很明顯，這一技術(shù)的改進(jìn)是將大部分二氧化碳通過(guò)液化的方式分離出來(lái)，如此一來(lái)吸收二氧化碳的甲醇量就減少，能耗也自然降低。

通過(guò)實(shí)踐表明，工藝改進(jìn)之后甲醇使用量下降，不僅可以減少甲醇循環(huán)動(dòng)力消耗的能量，也可以減少冷卻系統(tǒng)的工作損耗，以較小的代價(jià)就能維持整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)；除此之外，二氧化碳通過(guò)甲醇脫除的量減少，也降低了氮?dú)獾南?，用?lái)回收氣體的循環(huán)壓縮機(jī)功率降低，可分離出來(lái)的二氧化碳純度更高，可謂一舉多得。

液化分離二氧化碳與低溫甲醇洗工藝的復(fù)合應(yīng)用方式，降低了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，提高了凈化工藝優(yōu)勢(shì)。

2.2 液體二氧化碳洗

液體二氧化碳閃蒸冷卻花熱氣可以為二氧化碳液化提供必要的低溫和冷量，這樣一來(lái)，就可以減少低溫甲醇洗過(guò)程中需要的制冷消耗來(lái)維持冷量供應(yīng)。已經(jīng)分離的液體二氧化碳可以再次循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)脫硫塔出口的工藝氣處理，吸收所夾帶的硫化氫、甲醇等成分。進(jìn)行再次吸收的過(guò)程中，甲醇量進(jìn)一步減少，用來(lái)脫除硫化合物的加儲(chǔ)量也相應(yīng)減少；利用部分液體二氧化碳中對(duì)工藝氣攜帶的甲醇、冷凝水等進(jìn)行溶解吸收，可以確保后續(xù)的工藝氣純度。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展以及我國(guó)能源多樣性的客觀需求影響，改進(jìn)低溫甲醇洗工藝勢(shì)在必行，其中，通過(guò)分離部分二氧化碳的方式來(lái)降低甲醇循環(huán)能耗，在整個(gè)酸性氣體凈化體系中得到了很好的效果驗(yàn)證；通過(guò)進(jìn)一步調(diào)整低溫甲醇洗工藝線路，優(yōu)化設(shè)備技術(shù)改造，可以進(jìn)一步減少能耗，為這一工藝的完善發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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