摘 要：随着科学技术的改革和创新，低温甲醇洗作为一种节能净化工艺在国内外城市煤气、天然气脱硫、及工业生产装置中得到了有效应用，技术人员要从细节问题抓起关注试验现象，明确低温甲醇洗净化工艺技术的优势特点及应用状况，加大问题的研究力度，有利于推动低温甲醇洗净化工艺技术的稳定发展。本文对低温甲醇洗净化工艺技术的特点及进行了简要概述，并与其他净化工艺耗能及投资管理方面进行了比较，起到了环保节约的效果。
关键词：低温甲醇洗；净化工艺；发展进展；应用状况
1 低温甲醇洗工艺技术的基本概况
低温甲醇洗工艺技术是德国林德公司和鲁奇公司采用物理技术共同开发的一种酸性气体净化工艺，低温甲醇洗工艺技术利用甲醇保持在-60℃左右的低温下对酸性气体进行溶解，在应用过程中逐渐吸收原料中的H2S、CO2等有机杂质。低温甲醇洗技术主要应用于以渣油和煤为原料的符合装置。此外，低温甲醇洗工艺技术还广泛应用于甲醇合成、工业制氢等多种净化工艺装置中。当前，国内外已有多种大中型工业化装置的酸性气体均采用该净化工艺技术。
1.1 国外概况
国外自1954年德国鲁奇公司在合成燃料厂建成世界第一套工业化的低温甲醇洗实施以来觉得了显著进步，技术人员要明确低温甲醇洗工艺操作的基本流程，而林德公司的低温甲醇洗工艺是在转换后进行法脱硫脱碳。随着低温甲醇洗工艺规模的发展与扩大，技术人员要针对不同的原料选用适当的气化方法，鲁奇公司和林德公司创新研究了多种工艺操作方案，通过对设备资源的优化和改革，明显提高了整个低温甲醇洗流程的运行效率，使甲醇洗净化工艺技术得到了充分应用。低温甲醇洗工艺需要对外部供应能量，甲醇溶液具有气温低、循环量大的基本特点，与林德工艺技术相比能源消耗量高，但系统冷量由外部供给，操作相对简便，通过对塔板的创新设计明显提高了塔的操作弹性。近期鲁奇公司的低温甲醇洗装置设备得到了优化，依靠重力和液位输送液体，减少了资金费用的浪费，林德低温甲醇洗采用林德专利设备高效绕管式换热器节省了设备的占地空间，能源也得到了有效节约。生产企业对其内部结构进行了改进和调整，系统分别采用不同的材料进行加工，为后期设施的维修与清理提供了方便。原料气进入低温甲醇洗装置后，喷入少量循环甲醇能够防止低温结冰，避免发生系统堵塞。在甲醇溶液循环回路中设置甲醇 过滤器能够防止系统发生堵塞，因此，针对生产安装中出现的问题技术人员要采取相应的改善措施，设置系统预洗段以除去原料气中的NH3、HCN等杂质物体；适当扩大原料气分离器的容积调整内部系统的气温；在甲醇再生塔中增设水提浓段，有利于提高系统的除水能力。
1.2 国内进展
我国低温甲醇洗工艺技术是一个研究和创新的发展过程，多所研究院校在该工艺基础研究方面取得了显著成果，南化研究院更加注重甲醇洗净化数据的测定，兰州设计院在气液平衡计算数学模型及北京化工大学在气液相平衡方面都进行了研究分析。大连理工大学在化工工艺数据计算中越来越准确，国内目前已有多套大型酸性气体净化装置采用了低温甲醇洗工艺技术，技术人员安装操作技术越来越娴熟，制定了科学有效的应用方案。大连理工大学从1983年开始进行低温甲醇洗工艺技术研究，1999年该项研究通过就审核，经改进后的该工艺得到了有效应用，该工艺的冷负荷和设备投资比林德工艺要低一些。兰州设计院在参与鲁奇和林德低温甲醇洗净化设计中积累了大量的经验，将设计内容与实际要求有效结合，鲁奇公司仅提供了工艺软件包，由兰州设计院独立完成了基础项目设计，该工艺的热交换器均采用标准TEMA型换热器有效提高了低温甲醇洗装置的生产效率，也降低了资金费用的投入。近年来，在低温甲醇洗设备制造方面，国内工艺技术取得了明显的进步，大连冰山集团金州重型器有限公司为上海焦化有限公司引进的林德公司低温甲醇洗装置制造了大型装置设备，其中有硫化氢浓缩塔、煤气甲醇安装设备，这些设备均采用了国内复杂的低温钢材料加工技术，每台设备的面积较大、重量近百吨。河南开封空分集团有限公司制造的低温甲醇洗关键设备高压绕管式换热器可以替代林德公司的进口设备。山东德州华鲁恒升化工股份有限公司近期投产的大型装置设备可以采用低温甲醇洗工艺技术，技术人员要确保低温甲醇洗压力保持在规定的范围内，安全规定的要求进行计算，为工艺包设计提供了详细的数据参考，利用该软件包建成的大化肥低温甲醇洗装置已成功投运。甲醇洗净化装置采用3台并联操作的系统达到了先进的应用水平。目前在国内中石化湖北化肥分公司、山西天脊煤化工集团有限 陕西渭河煤化工集团有限责任公司、中石化安庆分公司等多种大型合成氨净化装置都采用了低温甲醇洗工艺技术，有利于确保生产工艺的安全性和可靠性，各大生产中均采用了低温甲醇洗工艺。
2 工艺比较
在合成氨、合成甲醇、联产C1化工产品等生产中， 水煤浆气化后，粗煤气中含有的CO2、H2S、COS等是必须要除去的杂质，一般情况下酸性气体净化工艺就是通过脱碳来除去粗煤气中的杂质。脱硫方法主要包括湿法脱硫和干法脱硫两种形式，干法采用活性炭、氧化锌等吸附脱硫，而湿法有低温甲醇洗等方式脱硫。脱碳的方法主要有低温甲醇洗、Selexol等方法 。低温甲醇洗可同时去除酸性气体中的H2S和CO2，这项技术已成为酸性气体净化中极具发展前景的重要工艺技术。原料气的净化常用的栲胶脱硫+苯菲尔脱碳、NHD、低温甲醇洗3种工艺技术，在国内得到了广泛应用，生产操作技术安全可靠。NHD法基建投资与栲胶脱硫+苯菲尔脱碳工艺技术比较相似，而低温甲醇洗能耗最低，对设备质量有着较高的要求，必须采用大型装备。
3 技术特点
①低温甲醇洗净化工艺技术具有明显的特征优势，吸收能力大，甲醇在低温下，对CO2、H2SCOS的溶解度较大，据计算，在3.1MPa的压力下，1m3甲醇溶液能吸收CO160～180m3，而1m3NHD溶2液仅能吸收CO4～55m3，甲醇对CO的吸收能力是22 NHD溶液的4倍左右，在吸收等量酸性气体时低温甲醇洗的甲醇溶液循环量小，总体能耗逐渐降低；②低温甲醇洗净化技术选择性好，低温甲醇洗能同时脱除CO2、H2S、COS等杂质，对CO2和H2S的选择吸收能力较强。酸性气体的脱硫脱碳可在两个吸收塔或，从富含H2S的尾气中可以回收硫磺；③低温甲醛洗净化度高，经低温甲醇洗脱硫脱碳后的净化气H2S含量<0.1×10-6，CO2含量<20×10-6，CO2产品纯度达99%以上，回收率≥63%，可有效地防止后续甲烷化，可以降低催化剂中毒现象的发生，将各项损失降到最低，在脱硫脱碳的过程中，H2等有效气体的损失也较少，仅为总H2量的0.12%左右；④操作费用低，甲醇溶液具有稳定性，在运行中不会被降解或分解，且使用补充量较少。低温甲醇洗装置投资费用高、能耗低、是当前生产中比较常用的装置项目，在外国也得到了广泛应用。由于操作温度较低，为有效降低能耗，技术人员要按照规定的流程进行操作安装，定期检测管道设备的质量性能，部分设备由国外制造，费用较高。此外，甲醇具有毒性，给后期设备的维修与更换带来了一定的难度，这些都是该工艺的不足之处。
4 结束语
综上所述，目前国内使用的低温甲醇洗工藝大多是引进 德国林德公司和鲁奇公司的专利技术。技术人员要明确低温甲醇洗净化工艺技术中的重难点问题，加大问题的研究力度，并在生产实践中不断完善已实现国产化的低温甲醇洗装置。选用科学有效的大型煤制合成氨、煤制甲醇等多种酸性气体净化，通过分析比较引入先进的低温甲醇洗工艺，显示出该工艺在国内良好的发展势头和广阔的发展前景，使得我国低温甲醇洗净化工艺技术更加安全可靠。
参考文献：
[1]石晓林，李东风.低温甲醇洗技术净化工艺及研究进展[J].煤炭与化工，2016（11）：21-25.
[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]赵江力，次会玲，何磊.低温甲醇洗净化工艺技术浅析[J].河北化工，2012（05）：5-7.
[4]杜兆海，胡庆彪.低温甲醇洗气体净化工艺及其技术研究[J].河南化工，2011（10）：3-6.
