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摘 要：一直以来，煤炭与人们的生活和社会的发展都有着密切的关系。而由于低温甲醇洗技术在净化气体方面有着非常显著的效果，因此在煤化工的经营和生产当中得到广泛的应用。文章在此就以低温甲醇洗技术作为主要研究对象，首先阐述了低温甲醇洗技术的相关原理以及工艺方面的基本流程，之后对低温甲醇洗技术在煤化工行业当中的基本应用方式展开了探讨，旨在对推进我国煤化工企业的发展进程起到一定的帮助作用。
关键词：低温甲醇洗技术；煤化工；应用
引言
煤经气化炉加压气化后得到的变换气中不仅含有氢气和一氧化碳，还含有一定量的二氧化碳、硫化氢和羰基硫等酸性气体，各种气体的含量主要是受气化的工艺条件和方法影响而产生的变化[1]。如果不能很好的去除和降低这些酸性气体，则会导致下游工序触媒中毒，进而发生生产异常[2]。低温甲醇洗技术其气体净化工艺较为高效、不但吸收能力大、而且选择性好的同时气体净化度程度也很高。低温状态下的甲醇在-30℃到-70℃的低温下，甲醇可以脱除气体中的H2S、COS、CS2、汽油、RSR、C4H4S、芳香烃、CO2、HCN、NH3等多种杂质，此外还可以脱除水进而起到干燥气体的作用[3]。目前，该技术已经被广泛用于煤制甲醇、煤制烯烃等煤化工企业，并得到了较好的应用效果。
1低溫甲醇洗的工艺特点及流程
1.1低温甲醇洗的工艺特点
（1）在低温高压下，酸性气体在甲醇中的溶解度很大，甲醇的循环量小，动力消耗大。（2）净化度较高，从甲醇洗涤塔出来的工艺气中CO2为8mg/L，CH3OH为10mg/L，S<1mg/L，不含水。（3）选择性较好，在工艺条件下，酸性气体在甲醇中的溶解度为H2的100倍，有效气体损失很少。（4）容易再生，减压后溶解气体逐渐解析回收，甲醇热再生后经冷却冷凝，循环使用。（5）以甲醇作为吸收剂，甲醇廉价易得。
1.2低温甲醇洗工艺流程
低温甲醇洗装置主要由气体吸收装置和溶剂的再生装置组成。主要包括吸收塔，中压闪蒸罐，CO2解析塔，热再生塔，共沸塔，精馏塔，以及一系列的换热器。其中典型的低温甲醇洗装置工艺流程如下所述，主要介绍一步工艺法。一步法工艺流程是CO2和H2S全部在一个塔内进行，吸收塔内的CO2经过闪蒸和汽提后能够大部分被脱除，而H2S经过热再生装置进行脱除，这样可以实现溶剂的再生。原料气经过换热器被冷却，冷却气进入气液分离器。经气液分离器分离出的气相进入到吸收塔底部吸收H2S，之后进入吸收塔上段吸收掉多余的CO2得到净化气。液相甲醇和水的混合物进入到精馏塔中使甲醇回收出来。在吸收塔的中段得到富CO2溶液，底部得到富H2S溶液。甲醇溶液经中压闪蒸回收CO和H2，闪蒸出来的甲醇进入到解吸塔使CO2解吸出来，CO2经过多级压缩后变成液体。解吸后的甲醇还含有H2S和少量的CO2，利用N2可汽提出剩余的CO2。
2低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用
2.1在煤制甲醇当中的应用
在煤化工的生产过程当中，通常利用煤制甲醇的工艺技术来获得甲醇，然而，此工艺技术具有较高的复杂性，而且在生产的时候会形成很多不易处理的酸性性质的气体。而在使用低温甲醇洗技术的情况下，就能够使甲醇的损耗情况得到很大的改善，同时还可以让酸性气体得到回收并将其在此加以使用。比如，在利用含硫较低的煤炭生产甲醇的过程中，可以借助于气化炉进行原料气的制取，同时实施耐硫变换，然后用低温甲醇洗技术对净化气进行制取，将产生的净化气压缩为7.5兆帕，最后在合成塔的作用下得到粗甲醛。需要注意的是，一定要使用低温甲醇洗技术对变化阶段加以处理，使酸性气体能够完全得以脱除，以此确保酸性气体不会影响到催化剂的使用时间。
2.2在煤制合成氨当中的应用
在利用煤取得合成氨的过程中，要利用低温甲醇洗技术对其中形成的粗煤气进行相应的处理。在处理的时候，要先使用煤气化的相关工艺来得到粗煤气，然后对粗煤气实施一氧化碳的转化和酸性气体的脱除工作，在合成器内部将氨合成出来。在对酸性气体实施脱除的时候，可根据鲁奇低温洗六塔的相关流程，对变换气的质量、系统中的温度和甲醇的循环总量进行适当的调整。借助于这种装置取得的硫量一般情况下都会小于0.1μL/L，这样就能够确保后续的生产与工艺的实施具有较高的安全性。低温甲醇洗技术不同于其他的工艺技术，其在对合成氨进行制取的过程当中，都呈现出了溶剂损耗低、工艺耗能少以及气体净化度高的特点。
2.3在煤制天然气当中的应用
在煤制天然气的生产当中使用低温甲醇洗技术，能够使煤气在被净化后，流向甲烷化反应器的内部，以此使制取出的天然气具有较高的纯度。在气体煤化工的生产中，煤制天然气生产时的过程是具有较高复杂性的，在完成了煤炭气化与一氧化碳转化后，还要用低温甲醇洗技术对煤气进行进一步的净化。比起其他的净化煤气工艺，低温甲醇洗技术在压力和温度的设定方面有着更好的效果，可以将煤气当中含有的硫化氢、COS和二氧化碳等气体进行充分的脱除，以此确保制取天然气的过程可以更加的安全。实际上，在酸性气体的脱除方面，许多发达国家早已大范围的采用了低温甲醇洗技术。
3目前低温甲醇洗技术存在的问题
3.1系统甲醇消耗大
甲醇的消耗有如下途径：（1）CO2吸收塔中除沫器除沫效果不好，甲醇夹带在上升的气体中，甲醇会被净化气带走。（2）尾气水洗塔水洗的效果不好，甲醇会被尾气带走。（3）甲醇水分离塔操作不当或操作温度过高，甲醇会被废水带走。（4）CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏，由于泵出口压力远大于循环水侧压力，甲醇漏入循环水中，造成甲醇消耗大。
3.2热再生系统水冷器泄漏或热再生塔进料加热器泄漏
由于热再生塔塔顶水冷器气相侧压力低于循环水侧压力，一旦水冷器泄漏，将会导致系统水含量上升，进而影响吸收，从而造成总硫超标。热再生塔进料加热器热负荷较大，开停车过程中温度变化较大，管板与换热管焊接处产生热应力，导致管板泄漏，富甲醇漏入贫甲醇中，从而造成净化气总硫超标。
3.3甲醇水分离塔工况不稳定
影响甲醇水分离塔的原因从工艺方面来看，主要从进料量、进料温度、回流量、进料组成、操作压力、蒸汽压力及温度、灵敏板温度、塔底温度等因素分析。从设备方面来看，主要从塔板是否被有机聚合物堵塞、塔盘是否脱落、影响塔内介质的传质传热等因素分析。
4技术发展
目前，低温甲醇洗技术已经被广泛应用于煤制甲醇、煤制合成氨、煤制天然气等煤化工领域。此外，国内还有很多在建大型煤制合成氨、煤制二甲醚、煤制甲醇、煤制天然气、煤制氢等生产装置在经过对多种酸性气体净化工艺的分析比较后最终仍是选用了稳定性较好的低温甲醇洗技术，充分显示了该技术良好的应用势头和广阔前景[5-6]。
结束语
低温甲醇洗净化工艺是将粗煤气中硫化氢、二氧化碳等酸性气体脱除，其具有吸收能力大、操作弹性大、选择性好、净化度高、运行费用低的优点，是一种成熟、可靠的节能型酸性气体净化工艺。国内诸多大型煤制天然气、煤制合成氨、煤制氢等生产装置均选择了低温甲醇洗净化工艺。
参考文献：
[1]张剑波，王崇.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].化工管理，2018（06）：158.
[2]聂磊.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用初探[J].化工管理，2017（32）：191.
[3]翟群，张惠青，石江山.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].化工管 [4]胡春红.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].中国新技术新产品，2016（22）：98-99.
[5]赵洋.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用研究[J].化工管理，2016（20）：219.
关键词：低温甲醇洗技术；煤化工；应用
引言
煤经气化炉加压气化后得到的变换气中不仅含有氢气和一氧化碳，还含有一定量的二氧化碳、硫化氢和羰基硫等酸性气体，各种气体的含量主要是受气化的工艺条件和方法影响而产生的变化[1]。如果不能很好的去除和降低这些酸性气体，则会导致下游工序触媒中毒，进而发生生产异常[2]。低温甲醇洗技术其气体净化工艺较为高效、不但吸收能力大、而且选择性好的同时气体净化度程度也很高。低温状态下的甲醇在-30℃到-70℃的低温下，甲醇可以脱除气体中的H2S、COS、CS2、汽油、RSR、C4H4S、芳香烃、CO2、HCN、NH3等多种杂质，此外还可以脱除水进而起到干燥气体的作用[3]。目前，该技术已经被广泛用于煤制甲醇、煤制烯烃等煤化工企业，并得到了较好的应用效果。
1低溫甲醇洗的工艺特点及流程
1.1低温甲醇洗的工艺特点
（1）在低温高压下，酸性气体在甲醇中的溶解度很大，甲醇的循环量小，动力消耗大。（2）净化度较高，从甲醇洗涤塔出来的工艺气中CO2为8mg/L，CH3OH为10mg/L，S<1mg/L，不含水。（3）选择性较好，在工艺条件下，酸性气体在甲醇中的溶解度为H2的100倍，有效气体损失很少。（4）容易再生，减压后溶解气体逐渐解析回收，甲醇热再生后经冷却冷凝，循环使用。（5）以甲醇作为吸收剂，甲醇廉价易得。
1.2低温甲醇洗工艺流程
低温甲醇洗装置主要由气体吸收装置和溶剂的再生装置组成。主要包括吸收塔，中压闪蒸罐，CO2解析塔，热再生塔，共沸塔，精馏塔，以及一系列的换热器。其中典型的低温甲醇洗装置工艺流程如下所述，主要介绍一步工艺法。一步法工艺流程是CO2和H2S全部在一个塔内进行，吸收塔内的CO2经过闪蒸和汽提后能够大部分被脱除，而H2S经过热再生装置进行脱除，这样可以实现溶剂的再生。原料气经过换热器被冷却，冷却气进入气液分离器。经气液分离器分离出的气相进入到吸收塔底部吸收H2S，之后进入吸收塔上段吸收掉多余的CO2得到净化气。液相甲醇和水的混合物进入到精馏塔中使甲醇回收出来。在吸收塔的中段得到富CO2溶液，底部得到富H2S溶液。甲醇溶液经中压闪蒸回收CO和H2，闪蒸出来的甲醇进入到解吸塔使CO2解吸出来，CO2经过多级压缩后变成液体。解吸后的甲醇还含有H2S和少量的CO2，利用N2可汽提出剩余的CO2。
2低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用
2.1在煤制甲醇当中的应用
在煤化工的生产过程当中，通常利用煤制甲醇的工艺技术来获得甲醇，然而，此工艺技术具有较高的复杂性，而且在生产的时候会形成很多不易处理的酸性性质的气体。而在使用低温甲醇洗技术的情况下，就能够使甲醇的损耗情况得到很大的改善，同时还可以让酸性气体得到回收并将其在此加以使用。比如，在利用含硫较低的煤炭生产甲醇的过程中，可以借助于气化炉进行原料气的制取，同时实施耐硫变换，然后用低温甲醇洗技术对净化气进行制取，将产生的净化气压缩为7.5兆帕，最后在合成塔的作用下得到粗甲醛。需要注意的是，一定要使用低温甲醇洗技术对变化阶段加以处理，使酸性气体能够完全得以脱除，以此确保酸性气体不会影响到催化剂的使用时间。
2.2在煤制合成氨当中的应用
在利用煤取得合成氨的过程中，要利用低温甲醇洗技术对其中形成的粗煤气进行相应的处理。在处理的时候，要先使用煤气化的相关工艺来得到粗煤气，然后对粗煤气实施一氧化碳的转化和酸性气体的脱除工作，在合成器内部将氨合成出来。在对酸性气体实施脱除的时候，可根据鲁奇低温洗六塔的相关流程，对变换气的质量、系统中的温度和甲醇的循环总量进行适当的调整。借助于这种装置取得的硫量一般情况下都会小于0.1μL/L，这样就能够确保后续的生产与工艺的实施具有较高的安全性。低温甲醇洗技术不同于其他的工艺技术，其在对合成氨进行制取的过程当中，都呈现出了溶剂损耗低、工艺耗能少以及气体净化度高的特点。
2.3在煤制天然气当中的应用
在煤制天然气的生产当中使用低温甲醇洗技术，能够使煤气在被净化后，流向甲烷化反应器的内部，以此使制取出的天然气具有较高的纯度。在气体煤化工的生产中，煤制天然气生产时的过程是具有较高复杂性的，在完成了煤炭气化与一氧化碳转化后，还要用低温甲醇洗技术对煤气进行进一步的净化。比起其他的净化煤气工艺，低温甲醇洗技术在压力和温度的设定方面有着更好的效果，可以将煤气当中含有的硫化氢、COS和二氧化碳等气体进行充分的脱除，以此确保制取天然气的过程可以更加的安全。实际上，在酸性气体的脱除方面，许多发达国家早已大范围的采用了低温甲醇洗技术。
3目前低温甲醇洗技术存在的问题
3.1系统甲醇消耗大
甲醇的消耗有如下途径：（1）CO2吸收塔中除沫器除沫效果不好，甲醇夹带在上升的气体中，甲醇会被净化气带走。（2）尾气水洗塔水洗的效果不好，甲醇会被尾气带走。（3）甲醇水分离塔操作不当或操作温度过高，甲醇会被废水带走。（4）CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏，由于泵出口压力远大于循环水侧压力，甲醇漏入循环水中，造成甲醇消耗大。
3.2热再生系统水冷器泄漏或热再生塔进料加热器泄漏
由于热再生塔塔顶水冷器气相侧压力低于循环水侧压力，一旦水冷器泄漏，将会导致系统水含量上升，进而影响吸收，从而造成总硫超标。热再生塔进料加热器热负荷较大，开停车过程中温度变化较大，管板与换热管焊接处产生热应力，导致管板泄漏，富甲醇漏入贫甲醇中，从而造成净化气总硫超标。
3.3甲醇水分离塔工况不稳定
影响甲醇水分离塔的原因从工艺方面来看，主要从进料量、进料温度、回流量、进料组成、操作压力、蒸汽压力及温度、灵敏板温度、塔底温度等因素分析。从设备方面来看，主要从塔板是否被有机聚合物堵塞、塔盘是否脱落、影响塔内介质的传质传热等因素分析。
4技术发展
目前，低温甲醇洗技术已经被广泛应用于煤制甲醇、煤制合成氨、煤制天然气等煤化工领域。此外，国内还有很多在建大型煤制合成氨、煤制二甲醚、煤制甲醇、煤制天然气、煤制氢等生产装置在经过对多种酸性气体净化工艺的分析比较后最终仍是选用了稳定性较好的低温甲醇洗技术，充分显示了该技术良好的应用势头和广阔前景[5-6]。
结束语
低温甲醇洗净化工艺是将粗煤气中硫化氢、二氧化碳等酸性气体脱除，其具有吸收能力大、操作弹性大、选择性好、净化度高、运行费用低的优点，是一种成熟、可靠的节能型酸性气体净化工艺。国内诸多大型煤制天然气、煤制合成氨、煤制氢等生产装置均选择了低温甲醇洗净化工艺。
参考文献：
[1]张剑波，王崇.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].化工管理，2018（06）：158.
[2]聂磊.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用初探[J].化工管理，2017（32）：191.
[3]翟群，张惠青，石江山.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].化工管 [4]胡春红.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].中国新技术新产品，2016（22）：98-99.
[5]赵洋.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用研究[J].化工管理，2016（20）：219.