酚氨回收在煤制天然气项目中的合理应用

【摘  要】在煤制天然气生产项目中，针对废水处理这一问题必须谨慎。利用氨酚回收单元这一工艺能够较好影响废水处理流程，确保煤制天然气项目平稳运行。所以本文中就简单介绍了氨酚回收单元工艺3种具体方法，并对现有3种工艺中所存在的共性问题进行了详细讨论。

【关键词】氨酚回收;煤制天然气项目;工艺方法;共性问题;废水处理

引言

氨酚回收工艺中的关键就是氨酚废水处理，它的主要目的就是回收废水中所存在的酚类、氨类等等物质，可采用溶剂萃取法配合回收。当然，可实现回收的方法很多，在本文中都将得到一一论述。

1.煤制天然气项目与氨酚回收单元工艺的基本概述

1.1煤制天然气项目的基本概述

煤制天然气项目是指代碎煤加压气化过程，其合成气中会存在8%～15%左右的甲烷，属于目前新型的现代煤化工技术。在该技术过程中，它主要以煤作为原料，在经过气化、变换、低温甲醇洗、甲烷化制取處理后生产出煤制气。就目前来看，我国天然气资源的需求缺口正在逐渐扩大，截止到2020年，我国的煤制气年产量已经达到200亿m3，不过在煤制气生产过程中会产生大量的废水，再加之我国西部煤制气主力生产区存在水资源严重匮乏这一问题，这就导致了高效处理废水循环技术难题，它在一定程度上限制了我国煤制天然气项目的稳定发展。

1.2氨酚回收单元工艺的基本概述

从目前我国已有的煤制天然气项目看来，它一般所采用的是固定床配合加压气化技术，其技术中所产生的粗煤气掺杂了各种不同类型的难处理有机物，其在净化后就会产生酸性气体，其气体中的高含酚氨、高COD废水浓度特别之高，这就是煤气化废水的主要成分。就这一点看，国内所采用的煤气化废水处理工艺主要为化工分离+升华处理二段结合，它可确保煤气化废水处理到位，

传统煤气化废水处理工艺主张先脱除油尘、悬浮物部分，然后再利用到酚酞回收工艺，脱除其中所含有的酸性与酚氨气体，降低COD值，引导煤气化废水处理进入最终的中水回用工段，实现对煤气化废水的二次回用。在这其中，酚氨回收单元工艺对于废水处理的整个流程影响非常之大，这其中必须判断回收工艺实施后的出水水质是否已经达到生化可处理指标，对酚类与氨氮类物质进行分析，了解抑制其生化微生物活性的相关原理，最大限度降低废水的可生化性。如此操作对于生化系统的建设并不十分有利，非此需要提出更多实效性更强的氨酚回收工艺内容。

3.煤制天然气项目中氨酚回收单元工艺的方法分析

如上文所述，煤制天然气项目中氨酚回收单元工艺方法很多，最主要的包含3种，下文将简单介绍这3点工艺方法的合理应用。

3.1脱酸—脱氨—萃取脱酚—溶剂回收工艺方法应用分析

这一氨酚回收单元工艺中主要对煤气化废水内容进行换热处理，将其分为冷热两股精料，从填料上端、第一块塔盘位置将废水导入到脱酸塔中，并在脱酸塔顶部送入酸性气体流入到回收单元中。这一做法的关键是保证脱氨塔顶部成功采出粗氨气，送入到三级分凝系统中，最后利用稀氨水、稀NaOH对煤气化废水进行喷淋洗涤处理。该过程是追求实现二级逆流萃取过程的，其萃取对象主要为进入了酚塔的精馏内容，从塔底直接采出大量粗酚产品，最后利用水塔塔釜继续实施后续生化处理即可。

在回收单元工艺中，它主要将功脱氨与脱酸单元置于同一个汽提塔中并进行脱酸脱氨处理，配合甲基异丁基酮代替原有使用的萃取剂进行煤气化废水处理，该处理工艺流程被称为“单塔流程”。单塔流程是能够被合理应用于程度最高级的酚氨回收工艺过程中的，它的项目处理效果相当良好，表现也极为稳定。

3.2脱酸—脱氨—萃取脱酚—侧线采氮工艺方法应用分析

这一工艺流程中加入侧线采氮工艺流程，它与溶剂回收工艺流程颇为类似，它也会对煤气化废水进行脱酸处理与脱氨处理。处理过程中主要首先从脱氨塔塔顶位置采出大量粗氨气，将粗氨气直接送入到氨精制单元中，最后将废水送入到萃取塔中，用于萃取酚塔精馏回收中所留下的萃取剂部分，最终产出大量粗酚产品。该工艺不同于溶液回收工艺的一点是它还在水塔侧线采氮中加入了大量的稀释碱液，其工艺流程中的工业化应用技术要点较多。不过它的劣势在于水塔侧线的采氨效果还有待加强，存在出水过程中总氨含量过高这一现实问题。

3.3酸化萃取脱酚—脱酸脱氨—溶剂回收工艺方法应用分析

最后一大工艺主要将煤气化废水首先送入到CO2饱和塔中进行酸化处理，然后混合澄清萃取罐中的萃取剂实施多级萃取（至少五级），萃取液体后大量粗酚产品从塔底直接流出，流入到脱酸塔之中。此时要在脱酸塔塔顶位置提取出大量的酸性气体直接送入到溶剂洗涤塔之中，采用粗酚回收少量溶剂部分，稀释溶解中的稀碱液部分，最终保证将粗氨气直接送入到氨精制系统中，提取合格的氨产品。在这里，需要将脱氨塔直接设置为后续生化处理单元，保证工艺处理过程有效到位，解决传统中工艺实施效果相对偏差、流程偏长且投资偏大等等不利问题。

4.煤制天然气项目中氨酚回收单元工艺的共性问题分析

考虑到在煤制天然气项目中对氨酚回收单元工艺的应用与处理相对复杂，所以必须结合其实际运行过程展开分析，了解工艺实施过程中可能存在的几点共性问题。

4.1对氨的提效与提质问题

这里要探讨一点总氨的脱除效率问题，针对煤气化废水中的固定氨、游离等等进行分析，设置一套完整的氨酚处置单元，保证对过量氨氮中所存在的后续生化处理单元负荷进行调整，有效提高氨氮的脱除效率。比如说，可直接增加塔底再沸器的加热负荷，确保脱氨塔侧线抽出氨氮量到位。如此对氨进行处理可有效降低塔底部氨的含量，对总氨采出量也能形成一定良性影响。

再一点就是要提高固定氨的有效脱除率，它主要在水中进行电离生成NH4+，在偏碱性环境中保证NH4+与OH-发生反应生成NH3·H2O，确保二者在加热条件下继续分解生成新的NH3。如果碱液成分有所增强，其平衡反应中所生成的NH3量也会增多。总体来说，应该合理利用比稀氨水反应与稀NaOH溶液反应生成酚类物质与酸性气体，它的化学反应原理应该体现如下：

4.2对酚的提效与提质问题

在脱酚过程中要集合各种萃取剂，配合潜在有机物、筛选规则排除目标萃取物中的物性内容，保证萃取过程符合筛选规则。首先，应该保证萃取剂沸点不宜过低，如此可有效避免萃取剂分离组分离形成大量难以处理的共沸物。再者就是对其密度进行分析，了解萃取剂与水在密度上存在较大密度差距，所以基于溶解度分析对萃取剂水中溶解度内容进行处理，避免溶解度过大对水混溶造成影响，导致无法分离。正确的做法应该是对萃取单元中的脱酚效率进行调整，确保脱酚实验效果到位，在室温条件下成功脱酚，为煤化工废水处理过程提质提效。

5.总结

由于煤制天然气在生产过程中会产生含有酸性气体、氨酚污染物的气化污水，所以需要结合本文所提出的3点氨酚回收单元工艺对煤气化废水进行科学合理处理，有效提高煤制天然气生产单元工艺，改造提升生产项目经济生态效益。

参考文献

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[2]秦江艳，刘耀明，曹文晋， 等.碎煤加压气化酚氨回收技术工艺探讨[J].能源化工，2015，36（6）：14-19.

[3]沈志明.煤制气污水处理及回用技术的工艺及其优化研究[D].湖北：武汉工程大学，2017.

作者简介：胡琳琳（1991.7-），女，汉族，内蒙古赤峰人，本科，高级工程师，研究方向为化学工程与工艺。