低溫甲醇洗裝置甲醇污染研究與控制措施

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1、低溫甲醇洗裝置甲醇污染研究與控制措施　　摘要：低溫甲醇洗是一種比較成熟的氣體凈化工藝，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)制氫、合成氨、合成甲醇和其它羰基合成、城市煤氣、天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。在我國主要應(yīng)用于以煤、渣油為原料的大型合成氨裝置。在實際的生產(chǎn)中，經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)中甲醇遭受污染的情況，造成纏繞式換熱器出現(xiàn)換熱能力下降、阻力增大的現(xiàn)象，使低溫甲醇洗裝置出現(xiàn)制冷量不足、系統(tǒng)負(fù)荷嚴(yán)重下降、循環(huán)量失衡，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進行。關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗甲醇污染控制措施低溫甲醇洗裝置出現(xiàn)甲醇污染會使裝置凈化能力下降，影響生產(chǎn)。要解決這

2、個問題，就要深入分析污染成因，并對其加以控制，服務(wù)于企業(yè)生產(chǎn)。一、低溫甲醇洗簡介上個世紀(jì)50年代初，德國的兩家公司研發(fā)出了低溫甲醇洗氣體凈化工藝，這種工藝是將在低溫下對酸性氣體溶解度極大的甲醇作為吸收溶劑，來凈化氣體中的酸性氣體。該工藝有著選擇性好、凈化度高特點，并且能將氣體的脫硫和脫碳在同一裝置中分段、選擇性地進行。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，低溫甲醇洗工藝已相當(dāng)成熟，并各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。7二、低溫甲醇洗的技術(shù)發(fā)展根據(jù)煤化工行業(yè)的原料組成、產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模的不同，其所需要的低溫甲醇洗工藝也不相同。我國的

3、大多企業(yè)自身研發(fā)能力都較弱，在工藝設(shè)計上還需要通過和各類院校研究機構(gòu)、煤化工工程公司和合作，共同開發(fā)氣體凈化系統(tǒng)。目前國內(nèi)的低溫甲醇洗都是企業(yè)和研究院共同開發(fā)，比較先進的是惠生工程，其和多個院校合作測定了多組分混合氣體在低溫甲醇的溶解度數(shù)據(jù)，并開發(fā)出了低溫甲醇洗的改性溶劑，在回收低溫甲醇洗尾氣中甲醇、低溫甲醇洗噴淋甲醇再生、低溫甲醇洗溶劑改良等方面保持著一定優(yōu)勢。三、低溫甲醇洗脫硫、脫碳技術(shù)要點1.由于甲醇在低溫下對于二氧化碳、硫化氫、一硫氧化碳等酸性氣體的吸收能力很強，能使裝置循環(huán)量較小，所需能耗也較少。

4、2.甲醇的穩(wěn)定性極高，氧化性弱、不易降解，受溫度影響較小。3.甲醇對二氧化碳的凈化濃度可達(dá)10ppm以下，對硫化氫的凈化濃度可達(dá)0.1ppm以下，凈化度很高。4.溶劑不會起泡。5.根據(jù)不同溫度、壓強下氣體的溶解度不同原理，甲醇可以選擇性地吸收二氧化碳、硫化氫、一硫氧化碳等酸性氣體，并且可以分開脫除和再生。76.甲醇的工業(yè)造價較低，且容易獲得。但是在使用時一定要注意其毒性。7.低溫甲醇洗工藝技術(shù)成熟，目前在全世界有近百套大中型工業(yè)化裝置。但是國內(nèi)工藝水平有限，需要從國外引進部分低溫材料、設(shè)備。工程造價較高。8

5、.低溫甲醇洗溶劑在零下50攝氏度時吸收酸性氣體，含硫酸性氣體可用熱析出，二氧化碳可用減壓方式回收，這種氣體再生脫硫方式熱耗較低。綜上所述，低溫甲醇洗工藝雖然工程造價較高，但其相對于其它同類工藝有著能耗低、凈化度高、溶劑價格低、可控性強的優(yōu)點，是未來氣體凈化的發(fā)展方向。四、低溫甲醇洗技術(shù)應(yīng)用在煤化工行業(yè)內(nèi)，物理吸收法和化學(xué)吸收法是兩種比較常用的酸性氣體脫除技術(shù)，其中應(yīng)用于較為廣泛的物理吸收法更加經(jīng)濟、成熟。低溫甲醇洗就是物理吸收法的典型代表。7低溫甲醇洗工藝在煤化工領(lǐng)域有著很重要的地位。在煤的液化和氣化抽取化

6、工產(chǎn)品過程中，粗合成氣中都會含有大量多余的二氧化碳、少量的硫化氫和一硫氧化碳等酸性氣體，這些氣體會影響生產(chǎn)的正常進行，其中的硫化物還會使下游生產(chǎn)中的觸媒中毒，所以必須將其脫除和回收，低溫甲醇洗工藝所用的吸收溶劑是冷甲醇，利用其對酸性氣體溶解度極大的特點，對原料中的酸性氣體進行脫除，從而對氣體進行凈化，低溫甲醇洗是目前競爭力較強、工藝成熟的氣體凈化工藝，是目前國內(nèi)外公認(rèn)的凈化度高且經(jīng)濟的技術(shù)。五、低溫甲醇洗中的污染物來源在低溫甲醇洗裝置運行過程中，會出現(xiàn)纏繞式換熱器換熱能力下降的現(xiàn)象，在經(jīng)過分析后確定是系統(tǒng)的

7、甲醇受雜質(zhì)影響，導(dǎo)致裝置內(nèi)部有沉積的污染物，堵塞了管道，阻礙了系統(tǒng)的甲醇循環(huán)。這些污染物可能來自三個方面：低溫甲醇洗生產(chǎn)過程自行產(chǎn)生的污染物、系統(tǒng)中的鐵化合物、催化劑粉塵。在對污染原因進行分析時，首先對從低溫甲醇洗的前一工段獲得氣體進行鑒定，測定其攜帶催化劑的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中并沒有催化劑粉塵。再對污染的甲醇的物理性質(zhì)進行測定，相比于新鮮甲醇，其性質(zhì)也沒有明顯變化。最后再運用先進和電子顯微鏡對污染物的成分測定后發(fā)現(xiàn)，低溫甲醇洗裝置中的污染物主要是硫化鐵，不含有催化劑成分。再用X光譜進行測定后，獲得穩(wěn)定的譜圖

8、基線，確定污染物主要成分是四硫化三鐵，并混合有其它硫化物。在對樣品進行加熱后檢測到四氧化三鐵和三氧化二鐵，進一步證明了污染物是鐵的化合物。7受鐵的硫化物的影響，被污染的甲醇溶液雖然在物理性質(zhì)上未發(fā)生較大變化，但是在沉淀分層以后，污染物會與酸性物質(zhì)反應(yīng)，形成硫化鐵吸附在換熱器的管道內(nèi)部，導(dǎo)致裝置的循環(huán)受到影響，制冷能力明顯下降，從而影響系統(tǒng)負(fù)荷，降低工作效率。而如果不對污染物進行清理，硫化鐵會進一步與空氣、水發(fā)生化