低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用

牛益 张明

摘 要：煤炭是现代社会生产和生活中不可缺少的重要能源。其化学工业涉及多个方面，需要多种技术，在此基础上，分析了低温甲醇洗技术的原理、特点及其在煤化工中的应用。介绍了高吸气量、高纯度的技术优势，以及煤制甲醇、煤制天然气的工艺流程，为后续工作提供参考。

关键词：低温甲醇洗技术;煤化工;煤制甲醇

引言

煤化工是以煤为原料，经过化学处理，将煤转化为气体、液体、固体燃料和其他化学品的过程。常见的煤化工行业包括煤气化、液化、焦油加工等。在此过程中，各种新技术、新工艺得到推广应用，低温甲醇洗涤技术是其代表之一，分析低温甲醇洗技术的原理、特点及应用具有重要的现实意义。

1 低温甲醇洗技术的原理和特点

1.1 低温甲醇洗技术的原理

在煤化工生产活动中，二氧化碳、硫化氢等酸性气体在初次制备气体后经常混在一起，对生产活动和生成物质特别是硫化物的质量有不利影响，可能造成高污染，还有中毒，低温甲醇洗涤技术应用的核心原理是去除酸性气体。在具体操作过程中，采用冷甲醇作为吸收溶剂。在低温条件下，甲醇的物理特性决定了它能有效地吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体，实现气体净化，与其他脱硫脱碳工艺不同，甲醇只需在低温下进行处理，即可达到高效、安全、原理简单的目的。在以往的研究中，借助低温甲醇洗涤技术，可以去除60%-90%的酸性气体，效果理想。该技术在国内外煤化工生产中得到了广泛应用。

1.2 低温甲醇洗技术的特点

低温甲醇洗技术具有溶剂便宜、气体吸收能力强、纯度高、工艺成熟等优点。该工艺的核心溶剂是低温甲醇，容易获得和制备，但要注意操作，避免甲醇泄漏和中毒。甲醇的吸收能力主要取决于所用甲醇的量、物体的总量和温度。一般来说，甲醇在较低温度下的吸收能力较强。在纯度分析方面，一些学者发现甲醇溶液在正常条件下不会被氧化或降解，二氧化碳的去除效果可达10ppm以下，硫化氢的去除效果可达0.1ppm以下。在技术成熟度方面，现有技术满足多种解决方案的使用要求，所需设备可在许多国家制造，值得注意的是，中国还没有完整的生产设备能力，进口依赖性高，这也增加了工艺应用的成本。

2 低温甲醇洗技术在煤化工中的应用

2.1 甲醇相关应用

低温甲醇洗涤技术可用于甲醇本身的制备。一般工艺有煤气化、一氧化碳转化、低温甲醇处理和合成。在低温甲醇处理过程中，要求甲醇溶液的温度控制在零下50℃左右。在动力设备的帮助下，将气化和转化后的混合气体放置在甲醇溶液的底部，持续提供少量动力，使甲醇溶液与混合溶液充分反应，利用低密度气体制硫。从氢气和二氧化碳中分离出来的清洁气体可以自然漂浮，并且可以由收集器收集。在此过程中，丙烯、二甲醚等物质也可以同时分离制备。在甲醇制备过程中，应注意溶液温度和动态水平等因素。溶液温度一般在零下50℃左右，动态水平不大于0.2兆帕，避免气体迅速外溢，无法收集。

低温甲醇洗技术在煤制甲醇工艺中有如下的应用优势：

（1）净化气中二氧化碳含量可快速、准确调节。由于煤制甲醇工艺入口气体中存在二氧化碳，抑制了二甲醚的形成，同时也防止了一氧化碳转化为二氧化碳。（2）净化气中的总硫可快速准确地调节<0.1mg/L，合成甲醇时，大量硫化物進入合成段，导致合成催化剂中毒，催化剂失活。在正常生产过程中，如果发现净化气中的硫含量超标，可以迅速调整循环和冷却能力。

2.2 天然气相关应用

采用低温甲醇洗技术也可制备天然气。煤中含有大量的可燃物，气化后具有很高的价值。天然气的制备有利于煤的充分燃烧和利用。我国天然气消费量大，煤基天然气也有助于解决资源短缺问题。该工艺首先对煤进行气化，选择合适的氢烃比脱除酸性气体。最后，将去除的气体送入甲烷反应器，制备高纯度天然气。在此过程中，甲醇的温度为-40℃到-50℃之间，碳氢化合物与氢的比率可以保持在2.05和2.15之间。酸气脱除过程中，需要借助设备提供少量动力，使溶液与混合气体充分接触，保持反应过程中温度环境的稳定。最后，采用碳吸附工艺对储层进行优化，采用甲烷合成装置制备天然气。

2.3 氮相关应用

氮物质的制备主要通过氮、苯胺、硝酸等物质的联合生产来实现。这项技术的基本过程是将煤加工成气体，提供基本甲醇溶液与酸性气体分离，然后改变反应温度，将产品放入另一个反应室，添加其他元素和催化剂，利用化学反应制备氮气和还原剂。活性物质。在这一过程中，甲醇溶液的作用在于酸性物质的早期分离，可作为制备氮物质的辅助技术。这一过程的关键是保证反应温度的可控性，保证不同反应室之间的物理联系，通过调节参数随时控制反应的进度和速率。如果添加的催化剂包括盐，反应物包括液体和气体，则应在生产操作前批准参数和用量。反应开始后，应采用远程控制方法，智能地满足工作要求，并对原料和各种物质的比例进行计算和控制，以保证工作的顺利进行。此外，制备氮物质还需要良好的保存，以避免氧化。

2.4 煤制油工艺

煤间接液化工艺是以煤为原料，水煤浆经加压气化炉生产原油。转化装置得到合适的烃比，低温甲醇洗涤酸气。然后将产物合成成油合成单元。在燃料的整个生命周期中，由于采用低温甲醇洗涤技术，煤基油制柴油比传统的石油制低硫柴油（柴油含硫量<350mg/l）更清洁。与无硫柴油相比，煤制油燃料的碳氢化合物排放量下降了42%，二氧化碳排放量下降了33%，颗粒物下降了28%，氮氧化物下降了9%。

结束语

综上所述，现代煤化工生产活动对技术要求越来越高，低温甲醇洗技术得到了应用和重视。该技术的原理是酸气脱除技术，具有溶剂便宜、气体吸收能力强、纯度高、工艺成熟等特点，在煤炭工业中，低温甲醇洗技术可以生产甲醇、天然气和氮气。了解和应用这一技术也是工业发展的需要。

参考文献

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