蘭國梁

摘要：低溫甲醇洗就是在溫度低的情況下，運(yùn)用甲醇的物理性質(zhì)將其吸收的一個(gè)過程。這種技術(shù)在工業(yè)中，常常被用作除去氣體中的硫和碳，以上就是低溫甲醇洗工藝的基本情況。甲醇洗分為兩種，一步法和兩步法。文章分析了煤制甲醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義，詳細(xì)介紹了煤制甲醇的氣化、凈化以及合成工藝技術(shù)，探討了現(xiàn)代煤制甲醇存在的一系列問題，提出了煤制甲醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：低溫；甲醛技術(shù)；煤化工；應(yīng)用

1導(dǎo)言

煤經(jīng)氣化爐加壓氣化后得到的變換氣中不僅含有氫氣和一氧化碳，還含有一定量的二氧化碳、硫化氫和羰基硫等酸性氣體，各種氣體的含量主要是受氣化的工藝條件和方法影響而產(chǎn)生的變化。氣體的凈化過程中通過應(yīng)用低溫甲醇洗技術(shù)，便可以達(dá)到良好的洗凈效果，因?yàn)檫@種方法有著較好的吸收性、選擇性以及穩(wěn)定性，所以受諸多領(lǐng)域歡迎，這也就是為什么我國多數(shù)的化肥合成工藝、煤化工業(yè)以及石油化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用該技術(shù)的原因。

2低溫甲醇洗的原理

這種技術(shù)運(yùn)用了溶解度，所謂溶解度就是，在一定的溫度和壓強(qiáng)下，某一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)下所能溶解的最大質(zhì)量。甲醇對(duì)于二氧化碳和含硫物質(zhì)的溶解度特別的大，且對(duì)氫氣、甲烷、一氧化碳等有用的氣體溶解度很小。所以說，在氣體吸收方面甲醇是很好的選擇，它既可以在溫度較低壓強(qiáng)很高的環(huán)境中吸收氣體，又可在溫度很高壓強(qiáng)很低的環(huán)境下解吸氣體?？梢匀コ瓪怏w中的二氧化碳和含硫氣體。

為什么采取低溫法，因?yàn)樵诹阆滤氖葧r(shí)，甲醇對(duì)含硫氣體的溶解度（硫化氫2500、硫氧碳1500）很大，而對(duì)于有用的氣體的溶解度（二氧化碳435、氮?dú)?.4、一氧化碳6、甲烷15）很小。所以說，這種方法要在低溫下進(jìn)行。原氣體和被凈化后的氣體通過交換熱度，使溫度降低。溫度越高甲醇對(duì)酸性氣的吸收量越低，所以，在吸收塔內(nèi)應(yīng)把溫度調(diào)的很低有助于對(duì)原氣體進(jìn)行洗滌。

3對(duì)低溫甲醇洗技術(shù)中存在的問題進(jìn)行分析

隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，許多基礎(chǔ)建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用都使用到了低溫甲醇洗技術(shù)，然而生產(chǎn)要求的逐漸加深，低溫甲醇洗技術(shù)的問題日益顯現(xiàn)，這些技術(shù)性問題的存在，使得國內(nèi)的低溫甲醇洗技術(shù)使用率得到了緩解，且阻礙了化工技術(shù)的向前發(fā)展，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效益與提高技術(shù)造成了嚴(yán)重影響。基于這樣的前提下，對(duì)當(dāng)前低溫甲醇洗技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)性分析，同時(shí)為化學(xué)工業(yè)未來的發(fā)展，提供了技術(shù)性支持。

第一，在一些煤化工企業(yè)中，其混合原材料中存在的硫元素（S）較多。在硫元素的影響下，又可能會(huì)出現(xiàn)催化劑中毒現(xiàn)象，因此，設(shè)備管路容易受到腐蝕。如果催化劑出現(xiàn)了中毒現(xiàn)象，那么其催化效果就會(huì)大大降低，進(jìn)而無法降低煤化工生產(chǎn)過程中的活化能力。當(dāng)設(shè)備管路被腐蝕以后，便會(huì)造成生產(chǎn)效率大程度降低了，同時(shí)，設(shè)備的損耗，也會(huì)相應(yīng)的增加設(shè)備維護(hù)成本。

第二，在制作合成氨的過程中，使用了低溫甲醇洗技術(shù)。該技術(shù)中的冷量充分狀態(tài)會(huì)影響到混合氣體的凈化效果。在建設(shè)合成氨工業(yè)凈化裝置時(shí)，大化集團(tuán)公司使用了林德低溫甲醇洗六塔聯(lián)合技術(shù)，進(jìn)而將氨氣體中的H2S、CO2清除干凈。對(duì)該公司反饋的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合所得數(shù)據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際工作期間，低溫甲醇洗技術(shù)裝置經(jīng)常出現(xiàn)冷量不足問題，該問題在夏季時(shí)最為明顯。同時(shí)，該問題與多種技術(shù)問題存在直接關(guān)系：第一，稀氨水氨氣吸收能力下降；第二，氨氣吸收制冷裝置的功能異常等。技術(shù)人員必須對(duì)上述問題做深入探究，進(jìn)而給出相應(yīng)的解決方法。

4低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工企業(yè)應(yīng)用

4.1煤制甲醇工藝技術(shù)

4.1.1氣化工藝

目前氣化工藝技術(shù)有十幾種，主要有移動(dòng)床氣化技術(shù)（Lurgi加壓塊煤氣化技術(shù)）、氣流床氣化技術(shù)（GE水煤漿加壓氣化技術(shù)、shell公司的干粉煤氣化技術(shù)）、流化床氣化技術(shù)（灰熔聚粉煤氣化技術(shù)）等。

4.1.2Lurgi加壓塊煤氣化技術(shù)

選用粒度為10～50mm的煤為原料，以水蒸汽和純氧為氣化劑。在氣化過程中，隨著壓力的增加，氣化強(qiáng)度和煤氣熱值大大增加。在我國此技術(shù)被廣泛應(yīng)用于城市煤氣生產(chǎn)中。

4.1.3GE水煤漿加壓氣化技術(shù)

將氧氣和水煤漿噴入氣化爐后瞬間經(jīng)歷煤漿升溫、水分蒸發(fā)、煤熱解揮發(fā)、殘?zhí)細(xì)饣蜌怏w間的化學(xué)反應(yīng)等過程，生產(chǎn)粗煤氣和灰渣。該技術(shù)較為成熟，對(duì)煤種的要求寬泛，但由于采用液態(tài)排渣，所以對(duì)煤的灰熔點(diǎn)要求較高，單爐生產(chǎn)能力大，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)95%以上。

4.1.4Shell干粉煤氣化技術(shù)

選用干煤粉作為進(jìn)料，水蒸氣與純氧作為氣化劑，是一種加壓氣流床粉煤氣化技術(shù)。此氣化技術(shù)的氣化溫度高達(dá)1400～1600℃，碳轉(zhuǎn)化率近乎100%，氣化效率高，氣化反應(yīng)充分，單爐產(chǎn)氣能力高，潔凈氣化，有害副產(chǎn)物少。

4.2煤制合成氨

在過去的幾年中，國內(nèi)的化肥制造業(yè)得到了快速發(fā)展，在化工產(chǎn)品市場中，需要的合成氨物質(zhì)越來越多。與其他行業(yè)相比，合成氨工業(yè)活動(dòng)擁有廣闊的市場前景，因此大量的人力、物力投入到該行業(yè)中，其已經(jīng)變成市場中的熱點(diǎn)領(lǐng)域。在合成氨工藝中，會(huì)使用到大量的煤。通過煤炭氣化處理及低溫甲醇洗等過程，可以生產(chǎn)出合成氨成品，將合成氨成品作為原材料，對(duì)其進(jìn)行多種處理方式，就可獲得不同的化工產(chǎn)品，如含氮化肥、苯胺以及硝酸等。

4.3合成工藝

甲醇的合成方法有高壓合成法、中壓合成法和低壓合成法。高壓合成法要求320～400℃的溫度和25～30MPa的壓力，其動(dòng)力消耗高、催化劑活性低、產(chǎn)品質(zhì)量差，基本上已被淘汰。中壓法的合成壓力為10MPa左右，操作溫度200～300℃，目前除老合成氨裝置轉(zhuǎn)產(chǎn)外，新上裝置已逐年減少甚至淘汰。甲醇的合成是一種強(qiáng)放熱反應(yīng)過程，現(xiàn)在廣泛采用低壓法合成工藝，最典型的工藝為ICI、LURGI、CASALE。低壓法比高壓法和中壓法優(yōu)越，主要表現(xiàn)在能耗低，粗甲醇產(chǎn)品質(zhì)量高，設(shè)備易制造，投資相對(duì)較少。

4.4煤制天然氣

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城鎮(zhèn)化進(jìn)程也得到了飛速發(fā)展。人們?cè)谏钪行枨蟮奶烊粴赓Y源越來越多。我國的天然氣儲(chǔ)量與產(chǎn)量間形成了鮮明的對(duì)比。在這種情況下，煤制天然氣技術(shù)得到了發(fā)展，該技術(shù)也受到了人們的關(guān)注。關(guān)于煤制天然氣技術(shù)，其指的是將煤炭作為原料，通過煤炭氣化處理及低溫甲醇洗等過程，把處理好的煤氣運(yùn)輸?shù)焦潭ù布淄榛磻?yīng)設(shè)備，然后利用英國戴維等技術(shù)手段合成天然氣。

5低溫甲醇洗的應(yīng)用進(jìn)展

我國在二十世紀(jì)七十年代建立了一個(gè)大型的化工廠，其中便采用了低溫甲醇作為吸收氣體的原料。近幾年我國大力的發(fā)展低溫甲醇洗技術(shù)，很多企業(yè)在此基礎(chǔ)上又對(duì)這一技術(shù)做了改善，使其更高效的吸收污染的氣體。隨著時(shí)代的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)和我國的工業(yè)相結(jié)合在一起，我們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行分析可以知道這個(gè)技術(shù)有明顯的優(yōu)勢，比如，氣體吸收強(qiáng)、費(fèi)用很低。在上世紀(jì)八十年代，我國的一些相關(guān)企業(yè)就和科研機(jī)構(gòu)共同攜手，展開了對(duì)低溫甲醇洗的研究，而且獲得了國家專利這是個(gè)重要的時(shí)刻。在二十世紀(jì)九十年代，我們國家的這項(xiàng)技術(shù)和別的國家相比較有著很明顯的優(yōu)勢。比如，在成本上節(jié)省了原料，在效率上比其他國家高。

結(jié)束語

煤制甲醇技術(shù)已相當(dāng)成熟，其生產(chǎn)固然具有一定的效益，且作為替代能源，甲醇確實(shí)具有極大的發(fā)展前途。為了進(jìn)一步降低成本、增強(qiáng)我國市場競爭力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化，研究技術(shù)人員應(yīng)該致力于不斷研發(fā)和開拓低溫甲醇洗技術(shù)的國產(chǎn)化設(shè)備，并且在工業(yè)過程中進(jìn)行不斷摸索和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]佟黎明.低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工企業(yè)應(yīng)用進(jìn)展[J].化工管理，2018（23）：217.

[2]郝傳松，張述偉，李燕，管鳳寶.低溫甲醇洗富硫氣深冷回收硫化氫工藝[J].現(xiàn)代化工，2018，38（07）：199-203.

[3]許德友.低溫甲醇洗工藝的技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用進(jìn)展[J].化工管理，2018（18）：140-141.

[4]蔣吉磊，惠媛媛，劉全.我國煤制甲醇技術(shù)及存在問題[J].遼寧化工，2018，47（07）：668-670.

（作者單位：湖北省緣達(dá)化工工程有限公司）