低温甲醇洗装置降低甲醇消耗技术改进

刘欣慧

关键词：低温甲醇洗技改;低温甲醇洗优化

1 低温甲醇洗工艺原理

低温甲醇洗技术是由德国开发，在世界范围内得到进一步推广和利用的，其本身运作流程较为复杂，从根本上来说就是通过物理方法对生产当中粗煤气中的酸性气体进行吸收得以利用。低温甲醇洗装置的目的是去除变换气中的酸性气体及CO2，该过程是一种物理吸收过程，用低温甲醇作为洗液（吸收剂），在设计温度-53.9℃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，含有任何成份的液体负载均与成份的分压成比例，吸收中的控制因素为温度、压力和浓度。

2 甲醇单耗大的原因分析

①低温甲醇洗装置有两股去克劳斯硫回收的酸性气，分别为主洗酸性气、预洗酸性气，低温甲醇洗K005（热再生塔）通过再沸器再沸富含硫化氢的甲醇富液后，产生携带甲醇气体的主洗酸性气，通过W014（热再生塔顶冷凝器）将气态甲醇冷凝回收，不凝的酸性气送至克劳斯硫回收系统进行燃烧;

②低温甲醇洗A/B单元，预洗闪蒸塔（K007I段）溶液分布器设计不能满足工艺要求。实际生产中，根据2017年6月至2018年6月间的预洗酸性气的分析数据，发现在洗涤脱盐水流量达到设计流量的情况下，预洗酸性气中甲醇含量一般在5%-12%之间，平均值为9.725%。预洗酸性气中甲醇偏高，主要是由于预洗闪蒸塔（K007I段）回收预洗酸性气中甲醇效果不佳，增加了低温甲醇洗甲醇的消耗;

③甲醇精馏系统，甲醇水塔（K009）进行甲醇和水的分离。由甲醇水塔再沸器（W023AB）提供热量，控制塔底温度为136℃;塔顶气相甲醇离开甲醇水塔（K009），直接进入热再生塔（K005）Ⅱ段。一股来自贫/富甲醇换热器（W013ABCDEFG）F壳程出口的甲醇贫液作为甲醇水塔（K009）回流液。甲醇水塔（K009）底部的含醇废水，控制甲醇含量在100ppm以下，经废水泵（P017A/R）加压后，在共沸塔给料加热器（W020AB）管程中预热共沸塔进料后，送往生化水处理装置;

④制冷工段（丙烯压缩机）的制冷温度达不到要求，不能有效地为甲醇洗系统提供冷量，会导致低温甲醇洗系统的温度偏高、单耗增大;

⑤净化气调节阀门开关幅度过大，气体流速过快，导致吸收塔液泛，造成出口净化气体中夹带甲醇雾沫，导致甲醇消耗量增大;

⑥设备检修后，换热器需要重新进行排气才能投用，在投运过程中进行排气操作时会有大量甲醇溢出或机械密封存在泄漏，增加了甲醇消耗;

⑦由于系统腐蚀严重，造成过滤器的清洗频率高，在切换的过程中造成甲醇消耗增加;

⑧低温甲醇洗甲醇溶液循环量对气体净化效果影响极大，适当的甲醇循环量不仅可以实现甲醇的低操作温度，还可以减少系统的能耗。若甲醇循环量过高，会使循环甲醇温度升高，甲醇消耗也升高;如果甲醇循环量过小，会造成出界区净化气中总硫及CO2含量超标;

⑨系统开、停车次数过于频繁导致的系统甲醇消耗。

3 改进措施及正常生产中的注意事项

3.1 酸性气体

①控制好热再生塔（K005）的操作压力和温度，保持稳定，减少波动的幅度和频率;

②控制好热再生塔顶冷凝器（W014），共沸塔顶冷凝器（W021）水量，防止酸性气体带液，保证气液分离效果，并且定期检查换热器是否存在气阻现象，经常性对换热器进行排气，防止气阻现象发生，避免甲醇液体随酸性气体一起被带出系统;

③将共沸塔（K008）顶部气相管线至预洗闪蒸塔一段（K007I段）的保温材料拆除，从而降低预洗酸性气进K007I段前的温度;

④适当降低尾气洗涤塔（K006）底部脫盐水给水温度;

⑤对热再生塔顶冷凝器（52-W014）、共沸塔顶冷凝器（52-W021）上水管线增设大口径导淋，当换热效果差时，对换热器管程进行浊循环水反冲洗;

⑥减少热再生塔（52-K005Ⅱ）再沸器蒸汽流量降低热再生塔（K005Ⅱ）顶部热再生气温度，操作依据：将热再生塔（52-K005Ⅱ）压差降至28kPa左右：保证贫甲醇的总硫含量小于10ppm;

⑦减少共沸塔（52-K008）再沸器蒸汽流量降低共沸塔（52-K008）顶部气相温度，操作依据：将共沸塔（52-K008）塔底部甲醇水温度控制在106℃-107℃，保证共沸塔（52-K008）塔底部甲醇水中总硫含量低于10ppm;

⑧将H2S浓缩塔三段（52-K003Ⅲ）气提氮气量增加至5000mm3/h，增加H2S浓缩塔三段（52-K003Ⅲ）的闪蒸冷量。在保证气提氮气温度的前提下尽量将H2S浓缩塔三段（52-K003Ⅲ）的闪蒸气多通过硫化氢富气冷却器（52-W016）换热，降低主洗酸性气温度;

⑨将硫回收装置的酸性气分液罐Ⅱ（61-B011）分离液由酸性水泵（61-P01）输送到低温甲醇洗A单元地下槽（51-B005）回收，减少甲醇损失;

⑩联系生产调度室尽可能将其他界区浊循环水用量降低，（变换A单元浊循环水关闭，变换B单元浊循环水根据变换出口温度，回水阀关至1/3处）联系生产部，关小酚氨回收及煤气水分离浊循环水用量，将回水压力由0.27MPa降至0.23MPa，从而增大了低温甲醇洗界区的浊循环水用量;

⑪杜绝现场跑冒滴漏，及时回收检修时和取样置换时的甲醇废液。

3.2 净化气、CO2尾气

保持H2S吸收塔、CO2闪蒸塔（K003）Ⅲ和H2S浓缩塔（K004）Ⅲ顶部的操作压力和温度稳定，尽可能控制在正常操作范围内，减少波动，密切注意各塔的压差值，同时加强分析监控，防止出现带液现象，将各股气体带出的甲醇量降低至最低。

3.3 排放废水

①调整甲醇水分离塔的操作，在保证出塔顶甲醇蒸汽中水质量分数低的前提下，尽可能提高塔的操作温度，使出塔底部废水中甲醇含量尽可能低;

②严格按照指标控制进甲醇洗涤塔的工艺气温度，防止蒸汽流量出现波动而引起甲醇水分离塔工况波动，导致排放废水中甲醇超标;

③尽可能降低进低温甲醇洗系统工艺气温度，减少带入的水量，使需要从甲醇水分离塔排放的废水减至最少;

④系统开、停车期间，应对临时直补蒸汽阀门进行检查确认，防止因临时直补蒸汽漏入塔内而影响循环甲醇的水含量，并导致排放废水量增大，增加甲醇的损失。

3.4 系统开停车

①在开、停车过程中，应合理调节系统内各部分充氮阀门的开度，在能保证系统压力并维甲醇循环的前提下，减少氮气用量，从而降低由于放空过大而造成的甲醇损失;

②根据经验适当安排开车建立甲醇循环的时间，以免系统接收粗煤气前等待时间过长增加甲醇的损失;

③停车时系统甲醇再生回温结束后，尽快停甲醇循环，以免时间过长造成甲醇损失。

3.5 保证甲醇溶液循环量

保证甲醇溶液循环量与变换气气量必须相匹配，防止循环量过大，造成甲醇损失。

4 結束语

通过上述原因分析可以说明：影响低温甲醇洗系统甲醇消耗的因素有很多种因素。在保证产品气合格的前提下，要想最大限度的降低甲醇消耗，在实际的生产工作中必须多方面考虑，通过上述工艺调整使各项指标精细化操作管理，来降低系统的甲醇消耗，从而才能实现效益最大化。低温甲醇洗的气体净化效率取决于酸性气在甲醇中的溶解度和达到气液平衡时酸性气在气相中的分压，而这两项因素都是温度函数。

参考文献：

[1]李波.低温甲醇洗稳定运行的关键因素探讨[J].辽宁化工，2009，38（08）.