低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用探讨

　　摘 要：低温甲醇洗工艺与化学吸收或其它物理吸收方法相比具有无可比拟的优点，是一种有效的气体净化工艺。近年来，低温甲醇洗工艺在煤化工生产者中得到广泛应用。 

　　关键词：低温甲醇；精馏；煤化工 

　　1 甲醇溶剂的特点 

　　低温甲醇洗是鲁奇公司和林德公司于上世纪五十年代联合开发的，并于1954年在南非SAUOL工厂的煤气净化工艺，我国于上世纪八十年代引进，通过近二十年的消化吸收，对其设计以逐步国产化，目前化二院、大连理工、环球化工设计院都可以设计。尤其是近年来的装置逐步大型化，低温甲醇洗的技术也得到了长足的发展。 

　　1.1 甲醇溶剂与其他溶剂相比有如下优点 

　　（1）在低温，高压，甲醇吸收酸性气体的量是比在N 2，CO，H2，CH4的吸收等，即选择性，从而大大降低了甲醇的量，并减少了有效大得多循环气体H2和CO的损失。（2）在低温下甲醇平衡蒸汽压，它是甲醇损失少。（3）甲醇的化学稳定性，凝固点低。（4）甲醇的小粘度和一个小的腐蚀性。（5）吸收大量的甲醇的能力（约100倍的水，10次本菲尔化学溶剂），并且价格低廉，容易得到。 

　　1.2 甲醇溶剂也有如下的缺点 

　　（1）因为该方法是在较低的温度下操作，因此该装置的材料的要求是很高的。（2）为了减少能量消耗，回收冷，热传递设备，留下更多的过程变长。（3）毒性甲醇，会影响人类健康。 

　　2 低温甲醇洗工艺的特点 

　　（1）确保了经净化的气体的H2S，CO2含量，以满足该合成气的需要，该合成气可以是完全除去硫化物，延长甲醇合成催化剂的寿命。低温甲醇洗洗涤过程可以在-30℃至-70℃的低温下的各种气体成分的去除℃，甲醇气体可以同时除去H2S，COS，CS，RSH，C4H4S，CO2，HCN，NH3，NO和石蜡烃，芳香烃，石脑油等的部件，而气体和脱水，干燥彻底吸收有用成分所用的甲醇的再生过程中回收。 

　　（2）低温甲醇CO2，低吸收容量硫化物溶液循环大量的管道和设备可以减小尺寸和更低的系统消耗。 

　　（3）吸收二氧化碳，硫化氢丰富甲醇一闪而过，脱模，热再生，可循环使用。 

　　（4）CO2可以通过闪蒸气体放电进行，回收硫的排放标准后由再生产生的酸性气体，生产副产品的硫。 

　　（5）包含用于浆料制备，减少水的消耗，减少污水处理系统处理负荷甲醇微量废水热再生。 

　　（6）的高度的气体的净化，纯化的气体中总硫含量可以关闭以0.1立方厘米/ m3或更低，二氧化碳可被纯化到10立方厘米/ m3或更小，适合于低温甲醇洗涤方法化工生产的严格要求硫含量。 

　　（7）选择性地去除进料气体的H2S和CO2，并回收，分别由于低温H2S，COS和在甲醇中的二氧化碳的溶解度大，低功耗，同时在低温下和H2CH4和其他低溶解度甲醇，甲醇蒸汽压力也小，这使得一个有用的气体的损失，并保持在较低的水平除去溶剂。 

　　（8）甲醇和化学稳定性的热稳定性。在同一时间，甲醇是比较容易得到更便宜的。 

　　3 低温甲醇洗工艺的原理 

　　3.1 低温甲醇洗的气提原理 

　　气提是物理过程，是破坏原来的汽液平衡，而重新建立新的汽液平衡状态达到分离物质的目的。而通过多年的消化吸收，在低温甲醇洗工艺中，二氧化碳闪蒸塔和硫化氢浓缩塔都采取气提工艺。一来减少了解析动力，二来氮气便宜且易得。 

　　3.2 低温甲醇洗的精馏原理 

　　A：蒸馏是利用各成分的溶液中的差异（在沸点的差异），使各组分的蒸气压，以获得分离单元操作。通过简单的操作蒸馏，蒸馏，精馏等特殊模式划分。 

　　B：精馏原理。<1>精馏：是汽液两相在塔中逆流接触，在同时多次进行多次部分汽化和部分冷凝的过程中，发生传热和传质，使混合液得到分离的操作过程。被称为精馏。<2>实现精馏操作的必要条件：通过特定的装置，经过传热和传质的作用将混合液进行分离，其中在塔内维持双传作用尤为关键，为此要求：对每一块塔板，下边必须有蒸汽上升，上边必须有液相流下。也就讲：“回流液逐板下降和蒸汽逐板上升”是实现精馏的必要条件。 

　　4 低温甲醇洗工艺在煤化工的应用 

　　4.1 林德低温甲醇洗和鲁奇低温甲醇洗 

　　林德低温甲醇洗配置在德士古气化流程耐硫CO变换的下游，选择性一步法脱硫脱碳，林德的专利设备---围绕管热交换器林德下游RECTISOL。它具有工艺流程短，布局紧凑的特点。鲁奇下游RECTISOL安排或鲁奇气化壳牌煤气化，为气化，脱硫，转化，脱碳过程的安排。与低温甲醇洗林德，鲁奇低温甲醇洗脱硫转化，脱硫少气，小型设备前比较；变换是脱硫和脱碳之间，原料气的热撤消冷，热更多的时候，大的能量损失，设备和更多的数量，时间越长的方法中，较高的投资。 

　　4.2 技术发展和改进 

　　低温甲醇洗广泛用于合成氨，甲醇合成和其它羰基合成，氢气，城市煤气和煤化工生产的天然气脱硫。随着研究工作和生产经营的进展情况暴露出来的问题的不断改进和完善低温甲醇洗工艺。 

　　（1）不断优化的过程中，更合理地使用能源。根据每个项目的独特的情况，能源利用和热流安排新RECTISOL。例如，林德冷却该进料气体是一步法和点的两步法；使用一些硫化氢馏分再循环，以增加H 2 S浓度的部分；甲醇 - 水分离塔塔顶气体不再冷却和甲醇直接进入热再生塔中央热等等作为汽提。 

　　（2）提高业务灵活性，降低了工厂的投资。通过优化和合理的设计，新的设备处理的开工率和操作灵活性。第一种是通过的生产能力和生产设备暴露平衡问题的各个部分的研究中，消除瓶颈或采取适当措施，包括增加设备，附加备用等，以提高装置的运转率。其次，通过使用新技术，操作弹性的，单个装置有了很大的改善，从而使装置的整个负载范围内，以增加，以适应在气体H2S和CO2的波动增强的能力。 

　　（3）用于生产的问题，采取适当的措施以改善。林德和鲁奇每个装置的生产运行的及时跟踪，采取适当的措施来解决曝光装置的问题。这些措施包括增加的进料气体分离器的体积，降低了进料气体的温度到系统中；设置预洗部分，以除去进料气的NH3，HCN和其它杂质；含有NH3，HCN丰富高甲醇定期排放；甲醇在贫困附加管道过滤器；甲醇再生塔额外的水集中段，以提高系统的除水能力；在半贫液注入进料气体以抑制硫化亚铁，NiS的生成；通过提供压力和其他措施，以使在一个特定的部分产生和删除，等等的FeS和硫化镍。 

　　参考文献： 

　　[1]董忠民.鲁奇低温甲醇洗工艺探讨[J].1995，18（06）. 

　　[2]张翊人.低温甲醇洗及其改进型工艺[J].煤化工，1992（03）.