低温甲醇洗技术 在煤化工中的应用

发表时间:2020/9/17   来源:《科学与技术》2020年11期   作者:张杰
[导读] 对于现阶段的情况而言,低温甲醇洗技术的有效应用能够对酸性气体

        张杰
        伊犁新天煤化工有限责任公司 新疆伊犁 835000
        摘要:对于现阶段的情况而言,低温甲醇洗技术的有效应用能够对酸性气体起到很好的脱除效果,并且还能减少脱除酸性气体所耗费的成本费用,此技术在很大程度上推动了当下各大煤化工企业的发展进程。然而,当前的低温甲醇洗技术还并不是十分的成熟,在使用的时候仍然会存在着一些问题,因此,相关的技术人员一定要对其不断的实施深入的研究和改进,以此让我国的煤化工行业能够更快更好的发展。
        关键词:低温甲醇洗技术;煤化工;应用
1 前言
低温甲醇洗技术具有相当优质的酸性气体选择性与吸收性,而且整体运行稳定,所以它可在石油化工、煤化工以及化肥工业等等领域中应用并发挥重要作用。低温甲醇洗技术目前在合成气COS、CO2、H2S等酸性气体脱除过程中具有较大优势,而它对于煤制合成氨、粗煤气的净化与节能降耗也具有重要价值意义。
2 低温甲醇洗技术的原理和特点
2.1低温甲醇洗技术的原理
在煤化工企业进行作业时,容易产生一些杂质气体,为了去除其中所含的酸性气体,需要煤化工企业借助一定的净化装置。低温甲醇洗技術便是这一过程中被大多数煤化工企业采用的一种技术装备,因为这一技术可以通过物理性反应成为酸性气体的吸收剂,进而达到净化气体的目的。具体而言,低温甲醇洗技术在进行气体净化时主要会经历以下三个阶段:第一,需要确保低温甲醇洗技术的工作环境为-50℃左右,这是低温甲醇洗技术充分发挥作用的一大基础条件,能够使甲醇在这一环境下大量吸收并溶解二氧化碳、硫化羰以及硫化氢等酸性气体。甲醇对酸性气体吸收的程度并非一成不变的,它可以在吸收的过程中通过对温度解压力进行调整来控制酸性气体吸收的程度;第二,通过减压闪蒸,氮气气提和热再生,能够帮助富甲醇实现再生,而富甲醇又能够进一步在反应的过程中提供更多的冷却条件,使气体净化的环境条件得以优化。另外。氮气等气体在进行完闪蒸之后,能够被循环压缩,进而能够进入洗涤再次循环,确保了低温甲醇洗技术的高效作业,同时也最大限度地降低了能耗损量;第三,甲醇在循环的过程中会经过脱水塔,这一步骤能够维持甲醇作业过程中的水平衡。
2.2低温甲醇洗技术的特点
低温甲醇洗技术的优势突出,特点体现在溶剂廉价、气体吸收能力極强、净化度高、技术成熟等方面。该技术所需的核心溶剂为低温甲醇,较容易获取和制备,但需要重视操作,避免甲醇泄露和中毒。甲醇吸收能力的强弱,主要取决于用量、对象总量以及温度,一般温度较低的情况下,甲醇吸收力较强。净化度的分析上,已有学者在研究中发现,甲醇溶液不会在正常情况下氧化或降解,二氧化碳的脱除效果可达到10ppm以下,硫化氢的脱除效果可达到0.1ppm以下。技术成熟性方面,现有技术满足溶液多次使用要求,所需设备可在多个国家进行生产、制造。值得注意的是,我国尚不具备完整生产设备的能力,进口依赖性高,也增加了工艺应用的成本。
3 低温甲醇洗技术在煤化工中的应用探讨
3.1煤制甲醇
在石油分离以及化工合成领域,甲醇是常用的化学原料。在生产乙醇、二甲醚以及乙烯等物质时,也需要用到一定的甲醇,因而,制造甲醛非常重要。随着我国经济的不断发展,工业水平也在逐步提高,在此期间,工业化对于甲醇的需求量逐年增加。在过去的几年中,国际原油产品的价格持续增高。

以往所使用生成二甲醚及甲醇等材料的方式,因为生产成本越来越高,已不再适用于当前的生产需求,为了提高利润,降低生产成本,同时发明一定低成本煤制技术,煤制甲醇技术得到了广泛推广。在这种市场环境中,也为该技术的发展提供了条件。关于煤制甲醇生产技术,其内部包含了多种化学反应,也包含多种技术环节的生产技术。该技术将煤炭当作原材料,对煤炭进行多次处理,如气化处理、低温甲醇洗处理以及甲醇合成等。最终通过该技术生产出甲醇成品。将甲醇作为原材料,对其进行多种处理方式,就可获得不同的化工产品,如二甲醚、甲醛以及乙酸等。
3.2煤制合成氨
不可否认的是,我国是名副其实的农业大国,为了保证农作物的高产、高质量,对化肥的需求量逐年增加。合成氨在化肥行业中具有良好的发展前景,煤质合成氨技术更是成为关注的热点。煤制合成氨技术主要原材料为煤炭,在一系列化学反应中,辅以低温甲醇洗技术,能够得到苯胺、化肥、硝酸等产物。在制取过程中,首先将煤炭气化,其次转化一氧化碳,最后通过低温甲醇洗技术成功制取合成氨。采用该项技术,能够在制取合成氨的过程中,减少反应物对反映容器的腐蚀,减低了生产成本,一定程度上促进了经济效益的提升。
3.3煤制天然气
煤制天然气的研究工作是国家的重点工程,是国家煤化工的重点需要攻克的难题。煤制天然气会合成较高的数值,工艺简单同时制成工艺相对成熟,大力发展煤制天然气对全国能源的稳定具有非常积极的作用,同时可以在一定程度有效上缓解大气污染的问题。煤气化制造天然气的工艺的原料是煤炭,水煤浆经过加压气化后制成粗糙的煤气,低温条件下甲醇的制取装置将酸性气体去除,再进入合成单元合成天然气。在煤田中,采煤后直接合成天然气输送到最近的天然气管网,通过专业化处理将天然气运送至终端用户,这种方式可以高效使用天然气,可以将媒体变成清洁能源。天然气的生产原料中含有很高的硫,若使用RTO装置,经过处理后气体中的SO2含量非常高,在气体的后端加入一个装置实现脱硫,无形之中会增加设备的运营成本。运用低温甲醇的洗工艺,能有效除去原料中的硫含量,实现运营成本和设备的稳定和平衡。
3.4煤制油
煤间接液化制油的工艺是以煤为原料,制成水煤浆加压进入汽化炉制成粗煤气,经变换单元得到合适的碳氢配比,再经低温甲醇洗装置脱除酸性气后,进入油品合成单元合成油品。在整个燃料生命周期内,由于采用了低温甲醇洗技术,煤制油制成的柴油相对于传统石油制成的低硫柴油(柴油硫含量<350mg/L)是更为清洁的燃料。煤制油燃料的碳氢化合物排放量降低了42%,CO,排放量比低硫柴油降低了33%,颗粒物质降低了28%,氮氧化物比无硫柴油降低了9%。
3.5煤化工领域的其他方面
低温甲醇洗技术除了在上述领域的应用外,还在很多其他领域也得到了广泛应用,同时也发挥出了显著的作用。低温甲醇洗技术具有强大的对超强酸性气体的吸收能力,正因为如此使得低温甲醇洗技术具有非常广的应用范围。如采用低温甲醇洗技术可以制备煤制乙二醇草酸醋,可以为工业生产提供原料。[4]此外,由于低温甲醇洗技术需要的原料容易取得、价格也较为廉价,这就降低了工业生产原料的成本,提高了企业的经济效益。
4 结束语
煤制甲醇技术已相当成熟,其生产固然具有一定的效益,且作为替代能源,甲醇确实具有极大的发展前途。为了进一步降低成本、增强我国市场竞争力的同时实现生产效益最大化,研究技术人员应该致力于不断研发和开拓低温甲醇洗技术的国产化设备,并且在工业过程中进行不断摸索和完善。
参考文献
[1]佟黎明.低温甲醇洗技术在煤化工企业应用进展[J].化工管理,2018(23):217.
[2]王卫峰.煤化工行业中低温甲醇洗技术分析[J].化工设计通讯,2019,45(1):12-13.
[3]许德友.低温甲醇洗工艺的技术优势及应用进展[J].化工管理,2018(18):140-141.
[4]夏珍,王全伟,郭涛.煤化工中低温甲醇洗技术的运用研究[J].科技经济导刊,2019,27(18):53.
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