摘要：甲醇洗装置主要用于粗煤气的净化，以及脱除粗煤气中酸气的功能。该技术应用有很强的净化效果，其脱除气体技术也逐渐趋于成熟，然而，在实际的应用中，低温甲醇洗装置甲醇消耗量较大，甲醇消耗过高是影响甲醇洗装置应用的主要问题之一。本文基于低温甲醇洗装置的甲醇消耗问题，以及如何控制甲醇消耗进行研究，从而得出结论。
关键词：低温甲醇洗工艺；问题；措施
引言：低温甲醇洗工艺最早由Linde公司、Lurgi公司共同研发，应用在高浓度酸性气体处理净化领域，主要以物理吸收法为主。将甲醇当做酸性气体吸收液，并处于零下60℃的环境下，实现酸性气体的溶解，吸收原料中的H2S和CO2等杂质。随后，由于工业化低温甲醇洗装置的建成，使得低温甲醇洗工艺逐渐应用到粗煤气净化领域中，还应用在城市煤气净化中，获得较为明显的成效。
1、低温甲醇洗技术工艺分析
本文主要基于鲁奇甲醇洗工艺。在此装置运行过程中，可吸收变换单元所输送的原料气以及未变换原料气中的酸性气体。其通过装置中的闪蒸塔、热再生塔，使甲醇溶液得以再生，并对甲醇进行循环利用。在运行中可通过多种手段节约能量消耗，减少运行成本，并在分离塔排放废水，使其能够满足国家规定的气体和废水排放标准。在甲醇洗装置运行中，甲醇洗装置可在设备内部进行脱硫、脱碳，使被净化气体中总硫的含量小于20ppm，二氧化碳浓度含量在98.5%之下。在对气体进行洗涤之后，甲醇进入装置的闪蒸系统之中，对闪蒸气进行回收，得到更加纯净的二氧化碳气体。在甲醇洗装置的浓缩段中，将溶液中所含的硫化氢溶液进行浓缩，并通过尾气系统进行排放。经过浓缩之后的硫化氢与甲醇的混合溶液送入热再生塔，在热再生塔会将硫化氢等酸性气体进行分离。来自热再生塔的一小股热再生后的甲醇在甲醇分离塔进行甲醇和水的分离，需要维持装置系统中水含量的稳定，将甲醇水含量控制在0.5%以下。为了降低甲醇的消耗，可通过回收等多种手段实现。
2、低温甲醇洗净化工艺的影响因素
2.1、温度
增加硫化氢、二氧化碳在甲醇中的溶解度的措施之一为降低吸收温度，由于低温甲醇溶液在生产过程中，吸收酸性等气体而导致了温度的逐渐上升，从而影响吸收效果。吸收温度一般为-20～-60℃，其主要依据是吸收效果和吸收压力。吸收过程放出的热量与气体解吸时吸收的热量相抵，可致使甲醇的温度降低。在吸收塔的上段分两次用丙烯制冷器对其进行提供冷量降温，再次送回吸收塔内进行吸收。为达到吸收塔在较低的温度下平稳运行的目的，需注意以下几个方面：粗煤气经过变换后的温度从源头上控制温度不超过40℃；换热器的参数在设计制造时应根据生产工艺反复核算并留有一定的余量；主洗塔、换热器及管线应进行保冷，选型丙烯压缩机时根据甲醇洗装置丙烯压缩机运行经验，一般要比理论计算多出30~40%余量，才能保证吸收塔的冷量供给。
2.2、装置消耗高其他原因
在甲醇洗装置运行中，造成甲醇消耗过多的原因比较复杂，上述问题是从装置设置角度进行分析，从操作以及运行环境进行分析。若装置中变换气温度较高，在净化气外送后，会导致净化气中携带大量甲醇。除此之外，甲醇装置冷量损失严重，会导致循环过程中的甲醇温度升高，致使甲醇消耗过大。另外，在浓缩段物料分配中，若分配不均匀，会导致装置出现液泛现象，同时，塔底提氮量不足，导致其出现甲醇过度消耗，影响装置的净化效果。在硫回收装置中，若酸性气温偏高，会产生甲醇蒸汽回收率过低，导致酸气中携带大量的甲醇。最后，装置负荷情况也是影响甲醇消耗的因素之一，长期的过载负荷，会导致甲醇洗装置出现问题，影响甲醇的消耗量。
3、甲醇洗装置甲醇消耗高控制措施
3.1、低温甲醇洗工艺运行中冷消耗的控制要点
低温甲醇洗工艺需要在低温环境下才能稳定运行，且在运行的过程中会产生一定的冷消耗，为了避免温度增高对工艺运行效果造成影响，在此过程中必须对冷消耗进行精准的控制。具体措施如下：首先，尽量控制换热温度差的损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，泵的压送会导致温度出现一定幅度的增长，针对这一问题必须及时地从外部进行冷量补充。再次，富甲醇的减压以及节流都会导致温度出现升高，对此应该及时从外部补充冷量。其是，系统运行的过程中内部也会产生一定的冷消耗，对此除了要从外部补充冷量之外，还可以通过选用发泡聚氨酯等具有良好保冷性能的材料实现冷消耗的降低。最后，在料气输入的过程中会代入一定量的氨气以及饱和水的蒸发和冷凝这两种情况都会消耗一定的冷量，因此必须对对外供冷量进行补充。
3.2、二氧化碳尾气控制措施
针对二氧化碳以及尾气的控制排放，需对闪蒸系统中的液位以及压力进行控制，保障装置中硫化氢浓缩塔中压力与上塔压力之间稳定性，控制其气压差在0.06MPA以下，避免其出现液泛情况，进而导致二氧化碳尾气排放的出现夹带甲醇气体的情况。在排放过程中，需利用停车检修时期，对除沫器以及拦液板进行检查，保障其装置的完整性，避免因装置损坏而出现甲醇携带情况。在装置运行中，要对洗涤水的含量进行科学调整，对尾气排放中所含的成分进行取样分析，保障尾气中甲醇的物质可以有效的去除。最后，在对浓缩塔硫化氢进料进行调配过程中，可建立塔板液层，减少塔顶进料含量。当装置运行系统负荷出现变化时，需控制装置内的气提氮量，将其控制在每小时4000立方米左右，可促进系统的冷量回收，减少气提氮量过大而导致的气液夹带情况。
3.3、吸收剂纯度
吸收剂的吸收能力还与甲醇的纯度有关，甲醇的纯度很大程度上影响了吸收剂的吸收能力。而影响甲醇纯度的因素是多方面的，其中甲醇中的水含量是其主要因素。甲醇的吸收能力随甲醇中水分含量的增加而降低。甲醇中水含量增加，溶液比重变大，使动力消耗增加，与此同时，产生管道、设备、阀门等腐蚀现象。在低温区甚至会产生结冰现象，堵塞设备、管道，以致酿成事故。由于粗煤气其自身带有一定的温度会在一定程度上给吸收塔带入水分，因此要严格控制进吸收塔粗煤气的温度，进吸收塔前要先进入气水分离器，彻底分离冷凝下来的水分，控制气水分离器中的液位，防止在液位过高情况下，气体把水带入吸收塔。控制甲醇再生塔中再生甲醇的纯度，定期化验。发现组分变化，要提高甲醇水分离塔及甲醇再生塔的再沸器的温度，确保返回系统过程中再生甲醇的质量。甲醇中其他杂质的存在也会对吸收效果产生影响，因此，要严格控制甲醇的纯度。
4、低温甲醇洗工艺的运用实践
4.1、工程概况
某公司长期使用加压气化制氨工艺，将加压水洗、醋酸铜氨液以及 DETA 热钾碱等进行融合，以此来净化煤气中的酸性气体，整个操作过程较为复杂，而且所获得的净化效率低。水洗净化时，含硫废气很难被回收再利用，这就会对周边环境和空气造成污染。2012年6月，该公司正式引入 Lurgi 工艺，并在长期的应用实践中，获得较为明显的应用成效。
4.2、应用工艺
第一，适当调节低温甲醇洗工艺的处理冷量，提高甲醇溶液吸收效果，控制和降低损失量。第二，强化粗煤气洗涤效果，对粗煤气内含的杂质数量与酸性气体含量进行控制，防止固体物质过多聚集在整个系统内部。第三，提高进气量，同时控制系统压力损失，合理选择操作压力参数值，进而保证甲醇溶液的净化效果和整个装置的净化操作效率。第四，在控制粗煤气净化度的基础上，合理设置液气比值，并配以适当的甲醇循环量，实现能耗的控制。第五，控制循环甲醇的完全再生，根据流程进展情况，适当补充一定的甲醇水含量，满足工艺质量标准，控制设备腐蚀。
结束语
综上所述，低温甲醇洗工艺的实际应用中，具有吸收性高、选择性强、净化度高、操作费低等技术优势。相比于传统净化工艺而言，不仅可以保证净化效率，降低环境污染程度，还具有低成本、低消耗的特征，广泛应用在各个生产制造领域中，获得较为显著的成效。
参考文献：
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论文作者:张立杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
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