摘要：低温甲醇洗涤是以工业甲醇为吸收剂的物理吸收为基础的气体净化方法。该方法使用甲醇溶剂，同时或馏分气体中的酸性成分（H2S、CO2等）和各种有机硫化物、NH3、胶、水蒸气等，以达到高净化度。甲醇对氢、氮和一氧化碳（合成原料）的溶解度相当低，在溶液降压闪光过程中优先解吸，有效成分损失很少，可通过等级闪光蒸汽回收。本文基于低温甲醇洗甲醇消耗高及甲醇水塔问题分析及对策展开论述。
关键词：低温甲醇洗；甲醇消耗高；甲醇水塔；问题分析；优化对策
引言
低温甲醇洗工艺是50年代德国卢奇公司和林德共同开发的原料气体净化方法。自20世纪60年代以来，以残渣和煤为原料的大型氨厂的出现和发展促使低温甲醇洗涤技术在氨和甲醇工业中得到广泛应用。甲醇是一种物理吸收法，利用低温（-50 ~ 70℃甲醇的优良特性，去除原料气体中的轻质油、二氧化碳、硫化氢、硫氧化碳、氰化物等。
1低温甲醇洗净化吸收的原理
低温甲醇洗涤是指在一定压力和低温下清除转化气体中含有的酸性气体CO2、H S、COS和硫醇的过程。甲醇吸收酸性气体的过程没有化学反应，属于物理吸收。吸收原理使用低温甲醇有机溶剂作为吸收剂，CO2、H 2S、COS利用吸收剂中溶解度比H 2、CO高的特性进行去除，吸收后溶液的再生依赖于简单的纤维蒸汽解吸和气体对CO 2、H 2s等。甲醇吸收酸性气体是物理吸收，气液平衡关系符合亨利定律（p = kx），吸收剂的吸收能力随着酸性成分分压的增加而增加，溶液循环量与原料的气体和操作条件相关。工作压力增加，温度降低，溶液循环减少。（1）甲醇的特性：分子CH 3 oh，相对分子量32可与无色、易挥发性高、易燃的液体、凝固点-97.8℃、沸点64.7℃（0.1 MPa）、水以某种比例混合使用。甲醇是极性有机溶剂，化学性质稳定，不会变质，也不会腐蚀设备。（2）吸收原理-纯物理吸收过程。co 2、h 2s和cos等酸性气体在甲醇中溶解度高，氢、氮和一氧化碳溶解度极低，能够吸收原料气体中的CO2、H2s等酸性气体到甲醇中，而h 2和co损失很少。（3）甲醇中各种气体的溶解度、低温甲醇洗涤法、H 2S、COS和co 2等酸性气体的吸收后溶液再生，以及H2、N2、CO等溶解度低的有用气体的解吸回收，其基础是各种气体在甲醇中具有不同的溶解度。
2低温甲醇洗净化气中总硫含量超标的原因
2.1操作温度不适宜的因素
低温有助于吸收脱除气体，结合三种方式（N2气提段气提降、溶解CO2的甲醇在再吸收塔中的分段闪蒸、丙烯气化制冷）实现甲醇液温度的降低，愈降低温度愈容易吸收硫化物，当达到-58℃的再吸收塔底部甲醇温度的情况下，可以实现-48℃的进吸收塔贫甲醇温度。如果系统缺少冷量，导致具备太高温度的贫甲醇在吸收塔进入，吸收效果差，那么不容易洗净原料气当中的H2S而导致总硫含量的超标。
2.2有机硫没有转化的因素
硫醚、噻吩、硫化氢、二硫化碳等都是原料气的主要硫化物组成部分，COS、H2S在低温甲醇中具备十分大的溶解度，要高于CO2的溶解度，尽管甲醇中硫醚、COS具备较小的溶解度，可是因为其含量在原料气中小，并且在CO变换设备当中绝大部分的有机硫被加氢向大溶解度的H2S而转化，因此通常来讲，净化气中总硫含量超标的主导因素并非有机硫。然而，在变换催化剂难以有效装填、中毒、老化情况下，一部分有机硫会向大溶解度H2S进行转化，从而导致总硫超标。1.5甲醇纯度不适度的因素。甲醇纯度会严重影响CO2和H2S的溶解度。当含水达到5%的甲醇液时，跟纯甲醇的溶解度进行比较，CO2的溶解度大概降低12%，并且H2S的溶解度也将显著降低。到达低温甲醇洗当中的变换气温度会严重影响系统水含量，如果入口变换气具备高温度，难以实现理想的分离效果，就会增加甲醇洗涤系统当的水量。
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3低温甲醇洗工艺系统甲醇消耗高的原因分析及改进优化
3.1甲醇被出CO2吸收塔顶的净化气夹带走
低温甲醇洗涤系统中每天发现甲醇过度消耗，判断甲醇是由co 2吸收塔顶部的工艺气体携带的，必须对co 2吸收塔上方的工艺气体进行采样，分析工艺气体中甲醇的含量。ch 3 oh & lt在工艺包中的co 2吸收塔净化气体；一旦分析为1.52×10-4大于1.52×10-4，甲醇就会被运到co 2吸收塔顶部的净化气体中。第一，过程优化可以降低塔气中一氧化碳的浓度，降低一氧化碳的分压，降低塔内汽压。与此同时，通过将整个co 2吸收塔的压力控制提高到0.05 MPa，将进入co 2吸收塔的稀薄甲醇的温度降低到2℃以及增加co 2吸收塔下的塔循环量，可以提高甲醇的吸收能力，甲醇的严重增加，从而减少净化气体与甲醇的混合。如果工艺优化不能解决甲醇消耗问题，则必须检查吸收塔顶部的降压器是否损坏、塔是否脏、托盘浮阀是否脱落、塔上的甲醇分配器是否清洁、甲醇丰富的冷却器是否内部泄漏、段间的甲醇冷却器是否堵塞或混乱，以及是否未发生泛塔。
3.2甲醇被出热再生塔的酸性气夹带到硫回收单元
必须判断每天运行中含甲醇的酸性气体，分析酸性气体成分，如果酸性气体的ch 3 oh大于0.1190%，则认为系统甲醇混入酸性气体。首先执行工艺优化，将热再生塔的工作压力从0.22 MPa提高到0.25 MPa，从而减少甲醇蒸发。如果甲醇消耗问题得不到解决，热再生塔出口水冷装置的温度将从50℃降低到45℃，将更多的甲醇返回热再生塔。增加h 2s蒸馏液氨供应，降低h 2s蒸馏液氨冷却器的温度，从h 2s蒸馏液分离罐中分离更多甲醇。能减少进入硫磺回收区的甲醇。
4甲醇水塔问题分析及优化对策
4.1甲醇水塔塔盘较脏的问题及对策
以正常情况来讲，精馏段物料是处于较为洁净的状态的，然而提馏段物料则可能会存有从外界环境内带进的异物，长期在甲醇水塔塔盘沉积后则可能导致塔盘堵塞的现象发生，而塔盘上方液体无法顺畅的流下，若是汇集到较大量时，则可能快速下降，那么此时灵敏板下方的温度便会产生较大的改变，如此反复，长期以后，必然会造成甲醇脱水塔与灵敏板温度发生较大的波动，从而也就无法保证其温度的稳定性与可靠性。若是发生这种问题以后，可以利用降低负荷运行以及在线煮塔两种方式进行改善，但是负荷与蒸汽不能相对过高，不但便可能导致甲醇水塔塔差过高、水塔顶端回流过大以及波动过高等个问题，从而难以进行更好的控制。
4.2甲醇水塔灵敏板上下温差较高
导致甲醇水塔灵敏板上下温差过高的问题可能是由于塔盘较脏以及负荷较低两个因素所造成的。若是甲醇水塔的塔盘相对较脏，液体流动不顺畅，那么便会造成灵敏板上方含水量与温度相对较高的问题发生，若是出现该问题，可以根据甲醇水塔塔盘较脏的优化对策进行改善。然而，若是负荷相对较低的话，那么则可能会出现甲醇水塔塔内压力同样较低的现象，致使甲醇水塔顶端产品在热再生塔的位置出现倒流问题，从而造成灵敏板上方温度相对较高的问题发生，若是采取增加回流的方式也无法降低温度，那么则可以适当地降低回流，增加适量的蒸汽，进而增加甲醇水塔自身的压力，促使塔顶温度可以进一步降低，从而满足正常操作的标准需求。
结束语
甲醇不仅是重要的化工原料，也是洁净燃料，发展大型煤制甲醇，并加工为烯烃和代替燃料，对国家能源安全而言，意义重大。
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论文作者:王海河,韦恩懿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/29
标签：甲醇论文; 气体论文; 低温论文; 溶解度论文; 吸收塔论文; 水塔论文; 酸性论文; 《基层建设》2019年第22期论文;