低温甲醇洗工艺中甲醇消耗高的问题研究

张红卫

（国能宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司，宁夏银川 750001）

随着人们越来越关注环境，低温甲醇清洗已被广泛使用并发展成为减少工业废气污染的一种极好的方法。但是，低温甲醇提纯工艺存在甲醇消耗过多的问题。过量使用甲醇不仅给企业带来了沉重的成本负担，而且还导致对环境和生态系统的严重二次污染。因此，通过优化冷甲醇的洗涤过程来减少冷甲醇洗涤时的甲醇消耗已成为公司和科研单位的紧迫问题。

1 基本原理

由德国公司在过去50a中发明的在低温下纯化甲醇的方法是一种纯化有毒酸性气体的方法。根据操作原理，低温甲醇的净化作用是让硫化氢在正常温度下逐渐溶解在甲醇中。可以通过在高压和低温条件下选择性除去工艺气体中的酸性气体（例如二氧化碳，硫化氢和羰基硫）并执行许多操作（例如通过加热和减压进行段脱附）来回收冷甲醇。从甲醇溶液中分离出纯净的二氧化碳和硫化氢气体，以便可以回收利用的甲醇。

2 低温甲醇洗工艺特点

低温甲醇提纯属于物理吸附法。低温甲醇净化工艺是国内外公认的最为经济的气体净化技术，可以有效去除混合气体中的酸性气体。从低温下甲醇洗涤过程的操作原理来看，甲醇在低温和高压环境下吸收酸性气体，并显示酸性气体在二氧化碳、硫化氢和二硫化碳溶液中的溶解度。在分析甲醇损失率时，必须考虑温度和压力对甲醇吸收的影响，随着温度下降，影响会显著增加。低温甲醇清洁的问题在于，实际操作中的甲醇消耗始终很高。在这种情况下，有必要分析甲醇的含量并进行相应调整。

3 甲醇消耗高的影响因素

甲醇消耗过多的问题通常在甲醇装置的运行过程中出现。发生此问题时，不仅会影响设备的正常运行，还会影响甲醇清洗过程的顺利进行。为了解决甲醇消耗量高的问题，必须分析影响甲醇消耗量高的因素。影响甲醇消耗量高的因素主要包括工艺指标因素和人为因素。

3.1 工艺指标因素的影响

在低温甲醇清洗中，过程控制指标通常会影响甲醇装置的平稳运行，是甲醇过量消耗的因素之一。实际工作中的甲醇纯化过程需要恒定的气液平衡。当吸收过程中的压力低时，吸收效率也低，气液接触不良，气体净化效果受损，不能保证吸收效果，并生成过量的甲醇。在清洁过程中使用冷甲醇进行清洁，气相中的气体溶解度和气体分压是甲醇清洁过程中的重要因素。实际上，它们也是温度的函数。在相应的洗涤温度下，甲醇对气体清洁有一定影响。但是，甲醇的蒸汽压也是温度的函数。随着温度升高，甲醇的蒸汽压也升高，增加了甲醇的消耗。

（1）低温环境中，温度控制是否可靠，直接影响到甲醇对于酸性气体的吸附和利用效率及其在低温下使用于纯化甲醇的浓度和质量。若不加以控制的温度，则使用冷甲醇进行清洗时甲醇的消耗自然增加。温度是对甲醇净化效果影响最大的因素，因为溶解度和气液平衡时的分压都是温度的函数。

（2）除了低温环境要求外，还需要在高压环境下进行清洁操作。使用冷甲醇进行清洗时压力的控制也直接决定了甲醇消耗。但是，在创造高压环境的时候，吸收塔气体的出口阀往往容易被忽视，可能会造成甲醇消耗的增多。同时，闪蒸塔内的闪蒸压如果过高也会造成甲醇消耗过多。

（3）低温甲醇洗变换气的组成也可能造成甲醇损失严重，如果变换气中的一氧化碳和氨气的含量过高，或者变换气中存在着粉尘等杂质进入到甲醇洗系统，也会导致甲醇消耗过高的问题。

（4）甲醇当中水的含量对于甲醇的消耗也具有一定的影响，如果甲醇带水则会造成甲醇消耗量过大。当甲醇当中水含量为4%时，二氧化碳在甲醇中的溶解度就会降低5%左右，硫化氢气体的溶解度也会相应降低。同时，甲醇含水量的增加还会造成动力消耗的增加，对设备造成腐蚀。

3.2 人为因素的影响

甲醇清洗工艺已经相对成熟，使用冷甲醇清洁需要控制温度和压力，需要具有工作经验和较高水平的操作员进行控制。如果工作人员在操作过程中不够仔细或者在操作的过程中没有严格按照工艺流程的要求进行操作，都可能会导致甲醇吸收效率的降低，造成甲醇的消耗量增大。随着该方法的计算机化的应用普遍增多，大多数甲醇提纯操作已经被计算机接管，由人工甲醇提纯方法引起的甲醇消耗的增加已经有所减少。但是，需要注意的是，无论是自动化的甲醇清洁工艺还是手动控制的甲醇清洁工艺，后期操作人员仍然需要认真对待各项操作环节，以严谨的工作态度进行操作，确保甲醇的回收率，降低甲醇的消耗量。

4 降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗量的有效策略

在甲醇纯化过程中甲醇消耗过多的主要在甲醇装置的运行过程中出现。因此，必须更改甲醇提纯工艺技术，优化工艺参数，解决甲醇消耗问题。在实际转换过程中，以最大限度地减少系统的冷却损失。这不仅减少了制冰机上的负荷，而且减少了系统的冷却损失。废气的平均出口温度也恢复到正常指标，使系统操作更灵活。在甲醇洗工艺中对于甲醇消耗影响最大的因素就是温度和压强。所以，需要对排放段的甲醇温度和甲醇在吸收时的气体压强进行严格控制，达到降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗的目的。除了控制好操作温度、操作压强以外，还可以通过控制好甲醇和变换气的质量、加强操作人员的培训和促进甲醇清洗工艺的信息开发等有效举措降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗量。

4.1 控制好操作温度

温度控制是甲醇纯化中酸性气体吸收效率和甲醇消耗效率高低的关键。为了减少甲醇洗涤过程中的甲醇消耗，必须调节操作温度。因此，在甲醇纯化过程中，必须控制要吸收的原料气体和甲醇气体的温度，并控制吸收釜中的反应温度。只有确保吸收塔的温度满足低温甲醇环境的要求，才能有效地提高甲醇吸收能力。在制冷的过程中及时补充制冷剂以控制操作温度，提高甲醇利用效率，降低甲醇的损失。降低原材料入口温度以降低甲醇损失，控制排放气体温度，做好甲醇的回收利用，降低甲醇损失。

4.2 控制好操作压强

提高甲醇洗工艺中的压强，可以提高甲醇对于酸性气体的吸收，提高甲醇利用率。在具体的甲醇洗工艺过程中，在保证设备正常运行的情况下，可以适当增加系统的操作压强，降低甲醇的消耗。当吸收塔的气体出口阀的压力不足时，可以调小出口阀，提高出口阀的压强，最终达到提高甲醇利用率的效果。合理控制闪蒸塔内部闪蒸压力，提高甲醇在回收利用效率，降低甲醇损失。

4.3 控制好甲醇和变换气的质量

确保甲醇的质量，甲醇的含水量对于甲醇的消耗影响很大。因此，需要控制好甲醇的含水量，提高甲醇的利用效率，降低甲醇的消耗。控制变换气的质量可以提高甲醇的利用效率，降低甲醇的消耗。严格控制进入甲醇洗装置变换气质量，降低变换气中一氧化碳和氨气的含量，最大限度降低粉尘等杂质进入甲醇洗系统当中，确保装置的正常运行，降低甲醇的消耗。

4.4 加强操作人员的培训和监管

甲醇洗工艺对于操作人员具有较高的要求，只有严格按照工艺流程进行操作，才能够切实降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗量。有必要通过培训增强操作人员的思想素质和业务素质，培养甲醇洗工艺中操作人员爱岗敬业、艰苦奋斗、兢兢业业、一丝不苟的优良作风，培养甲醇洗工艺中操作人员工艺娴熟、操作熟练的操作能力和操作水平。甲醇洗工艺是在低温、高压的操作环境下，利用甲醇吸收酸性气体，因此操作人员应当熟知温度和压强对于甲醇洗工艺的影响，通过培训学习能够合理、高效地控制甲醇洗工艺的温度和压强，使温度和压强都处于最佳分布范围。通过培训增强操作人员的思想素质，培养恪尽职守、爱岗敬业的操作人员，不但可以减少不必要的操作疏忽和操作失误，而且可以促进工艺操作的精准性和稳定性，提高甲醇洗工艺的效率。

4.5 促进甲醇清洗工艺的信息开发

在甲醇纯化中，甲醇的温度和吸收罐中的压力动态变化，难以始终以最佳效率通过手动操作进行甲醇洗工艺流程的操作。过程自动化可确保甲醇清洁过程始终在计算机控制下保持最佳效率，不仅提高了甲醇净化酸性气体的吸附、去除效率，而且减少了甲醇的消耗。甲醇剧毒，原料气也具有腐蚀性和毒性，因此自动控制甲醇清洗过程可降低甲醇清洗过程对操作人员的生命健康的威胁。因此，应当加强甲醇洗工艺的信息化建设，降低人为因素操作造成的失误，提高甲醇的利用效率，降低甲醇的消耗量，提高甲醇洗工艺的安全性。

随着工业进程的加快，低温甲醇净化技术的应用正在增加。为了减少低温甲醇清洗中的甲醇消耗，不仅要调节低温甲醇清洗过程中的温度和压力，而且还必须控制好甲醇和变换气的质量，加强操作人员的培训和监管。同时，还可以积极探索促进甲醇清洗过程的自动化以改善甲醇洗工艺中甲醇消耗量的控制。随着技术的发展和进步，相信甲醇纯化过程将变得越来越自动化和智能化，并且借助于信息技术和自动化控制技术，甲醇的消耗也将达到最低化。

5 结束语

甲醇洗工艺是当今化学工艺中吸收酸性气体最有效的方法之一。在实际操作中，可以通过技术创新来减少过热甲醇的消耗，并不断提高产品质量。总结了甲醇消耗量高的原因，提出了有效降低甲醇消耗量的适当措施和方法。