摘要：现代煤化工生产活动对技术的要求越来越高，低温甲醇洗技术因此得到应用和重视，该技术的原理是酸性气脱除技术，特点在于溶剂廉价、气体吸收能力极强、净化度高、技术成熟。在煤炭工生产活动中，甲醇、天然气以及氮等均可借助低温甲醇洗技术进行生产，了解、应用该技术也是工业发展的需要。
关键词：煤化工；低温甲醇洗技术；应用
引言
在石油化工、煤化工、化肥工业中，气体净化是最重要的环节之一，低温甲醇洗作为应用最广泛的技术，与传统的干湿法相比，具有高选择性、强吸收净化性、经济环保、安全稳定的优点，已广泛用于煤化工领域，在煤制甲醇、煤制天然气、煤制合成氨、煤制乙二醇工艺生产中必不可少。
1低温甲醇洗技术原理
低温甲醇洗技术是一种在我国煤化工行业中应用较为广泛的技术手段，在应用中可以有效的净化在煤化工行业中产生的气体杂质，有利于我国煤化工行业持续发展，可以充分的缓解我国能源紧张等问题。分析低温甲醇洗技术手段，了解其主要工艺原理与特点，具有重要的加强与意义。在煤化工企业作业过程中，会产生大量的杂质气体，这些气体中含有酸性气体，为了剔除这些酸性气体就要通过净化装置进行处理。而通过低温甲醇洗技术则可以通过物理性的反应吸收酸性气体，达到净化的目的与效果。低温甲醇洗技术在气体净化过程中主要流程如下：第一，保障低温甲醇洗技术工作环境为-50℃，充分发挥低温甲醇洗技术作用，可以吸收并且溶解大量的二氧化碳，达到净化酸性气体的目的，甲醇会酸性气体吸收中会出现不同的波动，通过调节温度压力的方式达到控制酸性气体吸收程度的效果。第二，利用氮气闪蒸的方式可以实现富甲醇再生，富甲醇可以在反应过程中提供跟多的冷却条件，达到优化净化环境的效果。同时，为农村氮气的闪蒸之后可以实现循环岩梭，进入洗涤中进行再次循环，可以有效的保障低温甲醇洗技术的效果，也可以有效的降低能耗损量等问题。第三，甲醇在循环中通过脱水塔可以有效的维持水平衡。煤化工企业生产中产生的甲醇则可以利用脱水塔实现回收利用，这样则就可以达到降低甲醇损耗的目的，也可以保障酸性气体在硫回收装置中的有效回收。
2低温甲醇洗的特点
低温甲醇洗技术属于物理吸收和解吸过程，其中没有发生化学反应，具有以下诸多特点。
2.1高选择性
甲醇对二氧化碳、硫化氢、羰基硫等酸性气体具有高选择性。
2.2强吸收性
在低温高压条件下，甲醇对二氧化碳、硫化氢等酸性气体的溶解度较高，吸收净化能力较强，能高效快速地将原料气中的杂质气体除去，而且解吸出的二氧化碳纯度高，可作为尿素生产中的原料气使用，另外回收的硫化氢可生产硫磺或硫酸。
2.3经济环保
甲醇作为吸收剂毒性低，价格低廉，容易得到，对设备腐蚀性小，降低了设备维护成本，且低温有利于吸附，有效降低循环量。甲醇再生方法简单，可循环利用。
2.4安全稳定
甲醇具有良好的化学和热稳定性，黏度小，在吸收和解吸过程中无气泡现象，工艺运行安全稳定。
3影响因素
3.1压力
低温甲醇洗是利用不同气体在甲醇中的溶解度差的原理，实现气液平衡，属于物理吸收过程，遵循亨利定义。根据亨利定律可知，一定温度和平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压成正比。根据传质动力学理论，气体分子的运动扩散速率随着压力的增大而变快，吸收效果随着压力的增大就越好。反之甲醇再生时，通过减压闪蒸，降低操作压力，使气相中溶质组分的分压降低，从而有利于二氧化碳和硫化氢等被溶液吸收的溶质组分解吸出来，从而达到甲醇溶剂的再生，溶质组分的回收利用。
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3.2温度
温度高低与酸性气体在甲醇中的溶解度密切相关，温度越低，酸性气体的溶解度越大，温度高则溶解度越小。除了操作压力，操作温度也是气体吸收的关键因素。为了增加硫化氢、二氧化碳在甲醇中的溶解度，降低温度是主要手段之一。由于溶解属于放热过程，甲醇吸收酸性气体过程中会放出热量，导致操作温度上升，影响吸收效果。
3.3甲醇纯度
吸收剂甲醇的吸收能力还与其纯度相关，甲醇的纯度越高吸收能力越强。甲醇在循环使用过程中，不可避免地会溶解或夹带水分、油类、机械杂质等杂物，其中水含量是主要因素。吸收剂甲醇吸收酸性气体的能力随甲醇中水分含量的增加而降低。由于甲醇中水含量增加，溶液比重变大，则动力消耗增加，吸收能力下降，而且同时导致管道、设备、阀门等金属件的腐蚀，甚至在低温区发生结冰现象，堵塞设备、管道，导致停车或事故。因此要严格控制甲醇中水分含量，措施包括：控制原料气的温度、气液分离器的液位、再生甲醇的纯度，以及定期检测。
4 低温甲醇洗技术在煤化工中的应用
4.1 甲醇相关应用
低温甲醇洗技术可用于甲醇自身的制备，一般流程为：煤炭的气化、一氧化碳转化、低温甲醇处理、合成。在低温甲醇处理环节，要求将甲醇溶液的温度控制在零下50℃左右，借助动力设备，将气化、转化后的混合气体，置入甲醇溶液的底部，持续提供少许动力，使甲醇溶液可以与混合溶液充分反应，再利用煤气密度低的特点，使硫化氢、二氧化碳脱离后的洁净气体能够自然上浮，通过收集器进行气体收集即可。在此过程中，一算、丙烯、二甲醚等物质也可同步得到分离和制备。甲醇制备过程中，需要重视的因素包括溶液温度、动力水平等，一般溶液温度在零下50℃左右，动力水平不超过0.2MPa，以免气体快速溢出，无法得到收集。
4.2 天然气相关应用
天然气是人们在生产生活中重要能源，而我国天然气资源不足，为了满足人们的实际需求，煤制天然气产业逐渐成熟，主要将煤炭作为主要的材料，通过气化、一氧化碳耐硫变换以及低温甲醇洗等技术手段，达到优化煤气净化处理的效果。将煤气净化处理之后进入到甲烷化反应器中，合成天然气，煤制天然气效率较高，可以有效的提升资源的利用效率，在实践中应用较为广泛。
4.3 氮相关应用
氮类物质的制备，主要通过氮单质、苯胺、硝酸等物质的联合生产实现。该技术的基本流程为，将煤加工为气体，提供基础的甲醇溶液脱离酸性气体，之后改变反应温度，将生成物置入另一个反应室中，添加其他元素和催化剂，利用化学反应进行氮元素和相关物质的制备。在此过程中，甲醇溶液的作用在于早期进行酸性物质脱离，可视作氮类物质制备的辅助性技术。该工艺的核心点在于保证反应温度的可控性，确保不同反应室之间存在物理形式的连接，且可以通过参数调整的方式随时控制反应进度和速率。如添加的催化剂中，包括盐类物质，反应物则包括液体、气体等多种形式，应在进行生产作业前核准参数，用量，反应开始后通常采用远程操控的方式，智能化适应工作需求，进行原料和各类物质比例的计算、调控，确保工作高效率和安全性。此外，氮类物质制备完成后也要求做好保存，避免氧化。
结束语
煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及其他化学品的过程。常见煤化工产业包括煤的气化、液化、焦油加工等。该过程中，各类新技术和工艺得到了催生、应用，低温甲醇洗技术是其代表之一，就低温甲醇洗技术的原理、特点、应用等内容进行分析，具有突出的现实意义。
参考文献
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[4]周军.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用分析[J].化工管理,2018(02):108.
论文作者:龚晓丽
论文发表刊物:《城镇建设》2020年 1期
论文发表时间:2020/3/17
标签：甲醇论文; 低温论文; 气体论文; 技术论文; 酸性论文; 煤化工论文; 溶液论文; 《城镇建设》2020年 1期论文;