低温甲醇洗工艺的研究进展与应用

郭新新（惠生（南京）清洁能源股份有限公司，江苏 南京 210000）

低温甲醇洗工艺的研究进展与应用

郭新新（惠生（南京）清洁能源股份有限公司，江苏 南京 210000）

低温甲醇洗工艺是一项非常重要的现代化工工艺，尤其是在煤化工领域，得到了充分的应用。结合我国“煤多、油贫、气少”的能源国情，低温甲醇洗工艺具有更加深刻的实用价值。我国利用低温甲醇洗工艺的范围包括合成甲醇、合成氨、煤制气、工业制氢等，其中以煤炭为主要原材料的化工生产工艺中，对低温甲醇洗工艺的依赖性很大，本文以下针对这一工艺的研究进展和应用进行研究。

低温甲醇洗；研究进展；技术应用；酸性气体；净化

1 低温甲醇洗工艺概述

低温甲醇洗工艺出现在上世纪80年代，有德国鲁奇公司和林德公司共同开发形成。作为一种气体净化工艺，其原理是利用低温下的甲醇物理特性，是一种纯粹的物理吸收过程，因此不需要复杂的工艺和装置。

近年来，随着我国经济的发展以及对能源多样性的需求加居」，这让原本储量不多的石油和天然气资源日趋供应紧张。为了缓和这一矛盾，充分发挥煤炭资源丰富的优势，大力发展煤化工产业就成了必然选择。

以煤炭为主要原来的化工生产主要包括合成氨、合成甲醇、合成天然气等，粗合成气中含有大量需要净化的成分，如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫等酸性气体，如果不加以净化是无法直接应用的。低温甲醇洗工艺的应用环境很宽泛，无论是直接液化、间接液化以及煤气化，都可以进行酸性气体净化作业，并且具有物美价廉的特征。

2 低温甲醇洗工艺原理及特点

2.1 低温甲醇洗工艺原理

针对煤化工工艺而言，无论生产对象是气态或液态，净化的目的都是保留有效成分，减少有害气体的存留。

根据这一需求，在净化过程中去除掉粗合成气中的酸性气体成分，该过程是在一60℃完成的。在这一低温环境下，甲醇作为吸收液发挥物体特点，二氧化碳、硫化氢和其他碳硫化合物由于可溶性较强，被充分吸收;而一氧化碳、氢气等有效成分的溶解性较弱，损失程度较小;经过反复的操作和催化作用，即可完成酸性气体的分离。

2.2 低温甲醇洗工艺特点

第一，低温甲醇洗工艺可以确保净化粗合成气中的酸性气体成分，尤其是彻底分离硫化物的特性，保障了煤化工产品的安全性。在整个过程中，低温甲醇洗工艺属于物理性吸收，并没有与酸性气体发生化学反应，因此不会产生新的产物;为了加速反应状态，提高反应程度，可以通过加入催化剂的方式实现。

第二，不同低温环境下，低温甲醇洗工艺发挥的分离效果不同。在一30℃到一70℃之间，甲醇可以脱除大量无效气体，包括二氧化硫、硫化氢、氨气、一氧化氮、石蜡烃、芳香烃等，同时完成气体脱水和干燥。

第三，由于低温甲醇洗工艺发挥的是其物理吸收特性，由此后期可以回收被吸收的硫化氢和二氧化碳等气体，实现综合生产利用。

当然，在研究和应用中也不能忽视低温甲醇洗工艺的不足。研究发现，低温甲醇洗工艺在操作过程中为降低能量损耗，需要较多的换热设备增加流程，这让原本简单的物理原理操作变得复杂;特别是在低温条件下操作，对反应设备的要求很高。

除此之外，甲醇本身是有剧毒的一种化工原料，如果操作不当，很容易造成操作人员的身体伤害。现实中，人体吸入10mL的甲醇溶剂就会导致失明，而甲醇又是一种容易挥发的液体，所以在设备安装和环境通风方面要格外小心。

3 低温甲醇洗工艺的研究进展与应用

我国针对低温甲醇洗工艺的研究开始于上世纪70年代，这一时期也是我国煤化工产业发展的起步阶段。截至目前，我国己经生产了多套大型酸性气体净化装置，大多采用低温甲醇洗工艺原理，并随着不断的实践开拓了适应于我国化工环境的工艺流程。

低温甲醇洗工艺与其他酸性气体分离工艺相比，其优势是选择性好、吸收能力强、操作简单且费用消耗少。与起步阶段引进国外装置而言，在成本上做到了大量的节约，并迈出了自主创新和自主知识产权的关键性步伐。

如上世纪80年代开始，在我国高等院校和科研机构的配合下，中国石化等企业开始了低温甲醇洗项目的检测工艺研究，并获得了国内专利;进入20世纪90年代，我国的低温甲醇洗工艺己经取得了国际先进水平，与德国鲁奇工艺相比，无论在制冷设备和精华投资方面，都做到了效率提升和成本降低。

总体而言，在低温甲醇洗工艺的研究和应用中，有两个问题是必须要考虑的。

其一是硫化物的彻底吸收。硫化物是大气污染的主要原因，通过对煤化工化肥生产的研究，提高低温甲醇洗的脱硫能力，是实现煤炭资源有效利用的重点，同时可以延长催化剂的应用周期。

其二是低温甲醇洗工艺中原料的消耗，即甲醇的消耗和冷量问题。不同的自然环境对低温甲醇洗工艺的原料消耗影响是不同的，如北方地区和南方地区，这涉及到低温甲醇洗工艺的推广趋向。

[1]赵鹏飞,李水弟,王立志.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].北工进展，2012,11:2442-2448.

[2]宋勇,胡瑜飞,江艳红.低温甲醇洗工艺技术的最新研究现状[J].中国井矿盐,2014,04:11-13+33.

[3]汪家铭.低温甲醇洗工艺的技术优势及应用进展[J].化肥设计，2013,06:1-6+10.

[4]付建立.低温甲醇洗装置甲醇污染分析和控制措施[J].广州化工，2013,16:190-191.