渭河双醋项目低温甲醇洗方案选择

韩军波

摘 要：本文介绍了渭河双醋项目低温甲醇洗方案的选取过程，论述了实际工程中选取低温甲醇洗方案的灵活性，进而解决工程实际问题，优化方案。

关键词：低温甲醇洗；亨利定律；优化方案

1 简述

渭河洁能公司7.5万吨/年醋酐、3.5万吨/年醋酸工程，要求出净化装置的净化气分两股，一为满足40万/吨年甲醇生产的甲醇合成气102658 Nm 3/h，一为醋酸合成所需的CO提纯用气31863 Nm 3/h。净化工艺采用大连理工大学的低温甲醇洗技术。气体净化的指标直接影响到甲醇的产量、合成触媒的使用寿命以及醋酸装置的能否正常运行，因此做好气体净化十分重要。净化有关性能指标要求如下：

2 净化方案

2.1 低温甲醇洗简介

低温甲醇洗工艺是采用物理吸收方法的一种酸性气体净化工艺。该工艺使用冷甲醇作为酸性气体吸收液，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的物理特性，同时分段选择性地吸收原料气中的H2S和CO2以及各种有机硫等杂质。在以渣油和煤为原料的大型合成氨装置、甲醇装置上，大多采用这种净化工艺。此外，该工艺还广泛应用于甲醇合成、羟基合成、工业制氢、醋酸装置、城市煤气和天然气脱硫等生产装置的净化工艺中。目前，国内外已有百余套大中型工业化装置的酸性气体脱除采用该净化工艺。

2.2 净化方案

方案一的进料气为两股，一股变换气，一股未变换气，两股气分别进两个吸收塔，共用一套再生系统；方案二进料气仅为一股变换气。

利用THES软件对两个方案的CO2洗涤塔进行初步的核算，如下表所示：

列表对比两个方案的吸收塔外形尺寸，如下表所示：

方案一的进料气为两股，一股变换气，一股未变换气，两股气分别进两个吸收塔，共用一套再生系统；方案二进料气仅为一股变换气，分段净化后成为两股净化气出净化装置。

通过设备外形尺寸比较，我们看出方案一中洗涤CO提纯用气的洗涤塔塔高51米，塔径却只有1.4米，而项目建设地区位于地震带上，地震基本烈度Ⅷ度，由此会给土建施工帶来一定的实际问题，使土建施工变得复杂。方案一的进料气为两股，一股变换气，一股未变换气，变换气气量为未变换气的6倍，各自的净化纯度决定了各自洗涤塔的高度，而未变换气气量特别小，所以未变换气的洗涤塔显得又细又高。为了避开这个问题，于是有了方案二，方案二在满足净化要求的前提下很好的解决了方案一中的问题。

方案二进料气仅为一股变换气，经主洗涤塔后CO2摩尔含量为3.4%，为满足甲醇合成的甲醇合成净化气，经回收冷量后送去甲醇合成装置。在出主洗涤塔的净化气中抽出少量一股，送入CO2深度脱除的一个小塔——CO2洗涤塔，在此塔内，净化气经贫甲醇洗涤后，CO2摩尔含量被脱至10ppm以下，满足醋酸合成的CO2含量要求，成为CO提纯用气，经回收冷量后送去CO提纯装置，进而去醋酸装置。

本项目净化方案几经改变，原因在于每个项目都有自己的特殊性，本项目的特殊性在于用于醋酸合成的CO提纯用气所需量很小，净化纯度没有降低，从原料气净化到要求纯度决定了塔高不会降低，又因为气量小，所以出来的结果就是CO2吸收塔细且高，增加了土建施工的复杂性。同样是方案一，在别的项目就可以适用，那是因为其用于醋酸合成的这股未变换原料气气量比较大，虽然净化纯度要求一样高，但是其塔径大，不存在稳定性差、增加土建施工复杂性的问题。本项目方案二的优点在于避开了细高塔的问题，将原料气合为一股，将其先全部净化至甲醇合成的标准，在此基础上，将净化气抽出一股进行CO2深度脱除，使之符合醋酸合成的标准，这样方案二最后的两股净化气既满足了后续装置的需要，也避开了方案一中所出现的工程实际问题。

3 结论

渭河洁能公司7.5万吨/年醋酐、3.5万吨/年醋酸工程低温甲醇洗净化方案最终选择了方案二，它在同样达到净化要求的前提下解决了最初方案一中出现的CO2洗涤塔细高，会增加土建施工复杂性的问题，优化了净化方案。

近些年来，低温甲醇洗工艺技术越来越多应用于煤化工项目，低温甲醇洗技术一般分为酸性气体吸收、H2S浓缩、合成氨装置多加一个CO2产品塔、热再生、甲醇水分离及尾气水洗这几个部分，但是具体工程设计中可能碰到这样那样的问题，我们应该善于思考，具体问题具体对待，进而优化方案使我们的工程设计更加合理、切实可行 。

参考文献

1. 大连理工大学《渭河甲醇项目甲醇洗装置工艺包上册》

2. 化工原理 天津大学出版社

3. 汪家铭 《低温甲醇洗净化工艺的技术进展及应用概况》《化肥设计》第46卷第1期 2008年2月 文章编号： 1004 - 8901 （2008） 01 - 0025 - 05

4. 唐宏青 《低温甲醇洗净化技术》《中氮肥》第1期 2008年1月 文章编号： 100429932 （2008） 0120001207

5. 张成祥 戚红 《浅析低温甲醇洗工艺》 《应用能源技术》2007 年第9 期（总第117 期）

作者简介

自2003年太原理工大学毕业后从事煤化工项目设计工作已有10年，积累了丰富的经验，任职经历

2003～2012 华陆工程科技有限责任公司 工艺室

2012～至今 北京石油化工工程有限公司西安分公司 工艺室