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煤制天然气低温甲醇洗废气处理工艺

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：薄玉伟

[导读] 摘要：近些年来，随着国际环境保护越来越严峻，我国也越来越重视对环境的保护，由于我国燃煤对环境影响重大，国家开始减少直接燃煤，而是将煤进行化工处理转化成其他对环境影响较小的天然气。

        辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁省阜新市 123000
        摘要：近些年来，随着国际环境保护越来越严峻，我国也越来越重视对环境的保护，由于我国燃煤对环境影响重大，国家开始减少直接燃煤，而是将煤进行化工处理转化成其他对环境影响较小的天然气。在将煤转化成天然气的同时，也会产生一些废气。废气处理不仅要做到不给空气带来污染，不会影响人的身体健康，还要保证经济成本实惠。纵观世界，毫无疑问较为有效较为安全的废气处理方法就是低温甲醇洗。煤制天然气低温甲醇洗废气处理尤为重要。
        关键词：煤制天然气；低温甲醇洗；废气处理
        1.背景
        我国地大物博，幅员辽阔，煤炭资源丰富，煤制天然气条件得天独厚。我国丰富的煤炭资源凭借这种技术得到合理利用，也弥补了我国天然气资源不足的国情。然而采出来的煤经过化工处理，除了得到我们需要的天然气外，还会产生各种各样的废气。在经济方面和技术方面上低温甲醇洗具有一定的优势，自然而然低温甲醇洗天然气产生的废气在我国也得到了广泛应用，将制天然气产生的废气进行处理后，达到国家的排放标准。天然气产生的废气经过处理，将没有完全利用的气体进行重新利用，产生的有毒气体进行净化。
        国内的天然气需求正在不断增大，国内天然气供应有限，对外进口天然气需求增大。据有关数据预测，到2020年，国内天然气缺口将达1000亿立方米。与2010年的12.8%相比，在2011年，中国天然气对外依存度达24%，增长几近一倍。在国家“十二五”战略中煤制天然气被寄予厚望。
        2.煤制天然气
        2.1概述
        由于天然气烧后产物为水和二氧化碳，清洁能源无污染，而环境保护在我国的地位越来越重要，所以我国大量推荐使用天然气作为新能源，但是我国天然气产量低，并不能很好的满足我国对新能源的需求。虽然我国天然气资源匮乏，但是拥有丰富的煤炭资源，所以使用煤制天然气显得尤为重要。由于这种技术较为成熟，易于掌握，相比较将煤炭利用到别的方面，煤制天然气能够产生较少的废弃物，且减缓我国石油、天然气的开采压力。
        2.2煤制天然气工艺
        为了搞清楚低温甲醇洗的工艺，首先要弄明白煤制天然气的过程。原料煤在煤气化装置中与空分装置来的高纯氧气和中压蒸汽进行反应制得粗煤气；粗煤气经耐硫耐油变换冷却和低温甲醇洗装置脱硫脱碳后，制成所需的净煤气；从净化装置产生富含硫化氢的酸性气体送至克劳斯硫回收和氨法脱硫装置进行处理，生产出硫磺；净化气进入甲烷化装置合成甲烷，生产出优质的天然气；煤气水中有害杂质通过酚氨回收装置处理、废水经物化处理、生化处理、深度处理及部分膜处理后，废水得以回收利用；除主产品天然气外，在工艺装置中同时副产石脑油、焦油、粗酚、硫磺等副产品。相比较其他其他获取天然气的方式，煤制天然气更为安全，更为环保。经过天然气管道输送，送到全国各地的用户。
        3.低温甲醇洗废气处理工艺
        因为天然气中有许多其他物质，在燃烧使用过程中时会产生很多有毒气体，不仅会污染环境，对人的身体健康也会产生巨大影响，所以要研究一种技术来对天然气使用产生的废气进行处理。纵观在净化废气方面具有安全优势的技术当属低温甲醇洗，被广泛使用。
        3.1低温甲醇洗废气定义
        因为甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大，所以本工艺利用甲醇的这一特性，将天然气使用后产生的废气通入甲醇中，将其中的酸性及有毒气体进行吸收，达到净化气体的目的。
        3.2低温甲醇洗废气处理
        以煤为原料制天然气过程中会产生粗合成气，其中含有多余的CO、HS等酸性气体，不利于下游的生产，尤其是硫化物会造成催化剂中毒，使催化剂失活，影响反应的进行，因此必须将原料中的硫进行脱除和回收。
        酸性气脱除技术有物理吸收法、化学吸收法。相比较化学吸收法，物理吸收法更加安全、实惠，因此在工业生产被广泛使用。

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其中最常用的就是低温甲醇洗法（Rectisol）和聚乙二醇二甲醚法（NHD）。
        在设计温度(-50℃)时,甲醇对于CO2,H2S和COS具有较高的可溶性。在物理吸收过程中,含有任何成分的液体负载均与成分的分压成比例。吸收中的控制因素是温度、压力和浓度。富甲醇通过用再沸器中产生的蒸气进行闪蒸和汽提再生。富甲醇的闪蒸为该过程提供额外的冷却。闪蒸气通过循环压缩,然后再循环到吸收塔,其损耗量最低。甲醇水分离塔保持甲醇循环中的水平衡。尾气洗涤塔使随尾气的甲醇损耗降低到最大限度。变换气冷却段的氨洗涤塔使变换气中的氨液位保持在甲醇放气量最小的液位。酸性气体通到克劳斯气体装置进行进一步净化。
        甲醇容易制取价格低廉。除此之外，在低温时甲醇可以最大程度的对酸性气体进行吸收，因此将冷甲醇作为低温甲醇洗废气的吸收溶剂。冷甲醇在高压低温的情况下能够将废弃气体中的有害气体吸收并再次利用，最大化的利用天然气燃烧产生的废气，节省能源。由此可知，低温甲醇洗处理废气中的有害气体属于物理吸收的方法。同时，这种废气处理工艺与其它的相比，这种方法对有害气体的净化程度最高，相较于化学吸收更安全，并且也节省了国家对废气处理的财政投资。
        3.3 低温甲醇洗废气处理的优势
        首先，低温甲醇洗废气在处理废气中净化程度最高。由于甲醇在低温下可以增大对酸性气体的吸收，有害气体基本全部被吸收。在低温的情况下，使得能源的消耗大大降低。
        其次，低温甲醇洗废气处理可以将煤制天然气废气中的混合气体进行分离处理。经过不同的净化步骤将这些废气全部净化，将一些还可以回收的气体进行重新回收利用，节省能源，降低成本。
        最后，因为天然气具有易燃易爆性，制取天然气的的过程中且使用天然气使用时都会产生废气，对环境产生巨大污染，且不稳定。低温甲醇能够稳定的处理废气，高质量的净化天然气。
        4.低温甲醇洗废气处理的应用
        了解了煤制天然气和低温甲醇洗废气工艺后，深入思考低温甲醇洗废气处理在煤制天然气中的应用。由煤作为原料，制取天然气的过程中具有一定危险性，所以安全在煤制天然气以及净化废气的过程中具有极其重要的地位。很多有毒的废气都是在煤制天然气过程中，如二氧化碳和硫化氢，处理得当使得这些废气重新发挥其作用。酸气处理时产生的热量可重新利用，节约能量。还有少量的有害气体是在煤制天然气使用过程中产生的，这些有害气体不仅有害身体健康，还会污染环境。
        5.低温甲醇洗废气处理注意的问题
        综上所述，在处理制天然气产生的废气低温甲醇洗废气具有很多优点，但在生产和使用低温甲醇洗废气处理工艺时仍然具有一些需要注意的问题。甲醇作为低温甲醇洗废气处理的吸收溶剂，甲醇的用量显得尤为重要。如果甲醇用量并不是越多越好，过多的用量可能会带来一些副作用，不仅气体的净化程度大打折扣，一些有毒气体不能被吸收还可能产生一些其他的新的有毒气体。因此在处理废气时用量要适中，且要在低温高压的环境中。除此之外，保证环境的密闭性是处理煤制天然气产生的废气过程中的又一重要环节。一定要检查设备的密闭性、工作压力是否合格，避免生产时有毒气体泄漏，给员工生命安全造成威胁，污染环境。
        结语
        银山绿水青山也是金山银山，可喜的是环保问题已被世界各国引起高度重视。世界各国也相继建立起了自然保护区，生态园，使各种动物、植物也有了自己的乐园。各国也制定了相应的环保政策，治理污染企业，禁止排放废气、废水、废渣。退耕还林、恢复湿地，从而保护生态平衡、减少大气污染，还世界一片碧水蓝天。随着我国对环境保护的重视国家建设的推进，天然气必然会大量使用。低温甲醇洗废气处理工艺作为对制取天然气产生废气处理技术必将越来越受重视。
        参考文献:
        [1]大型煤化工项目低温甲醇洗装置的工艺技术优化[J]. 芦甜,张迎朝,解红光. 化工设计通讯. 2019(12)
        [2]低温甲醇洗工艺技术的最新研究进展[J]. 郑攀文. 辽宁化工. 2020(02)
        [3]关于煤制甲醇工艺设备及能耗的分析[J]. 郝宏寿. 山西化工. 2017(05)