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；甲醇损耗；分析
引言：低温甲醇洗是上世纪50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发、并经过林德连续有效改进的一种气体净化工艺，利用甲醇在低温下对酸性气体H2S和CO2溶解度大的特性，优势为吸收选择性好、气体净化度高，属于典型的物理吸收过程。由于甲醇的热稳定性和化学稳定性均较好，且甲醇廉价易得，低温甲醇洗工艺广泛应用于合成氨、合成甲醇、费托合成、城市煤气、工业制氢和煤制天然气等煤化工合成气净化生产过程。
1、研究低温甲醇洗工艺的概述与应用的重要意义
1.1、低温甲醇洗应用意义
在20世纪60年代末期，低温甲醇洗工艺逐渐走进人们的视野，德国的鲁奇企业与林德企业共同研发低温甲醇洗工艺，低温甲醇洗工艺属于气体净化工艺，工艺原理比较简单，主要利用低温状态下甲醇的物理特性，将各项杂质进行有效吸收.与传统的化工工艺相比，低温甲醇洗工艺流程比较简单，能够有效降低能源的损耗。通分析低温甲醇洗工艺的研究进展与应用要点，能够帮助相关操作人员更加全面的了解工艺流程。另外，由于低温甲醇洗工艺的应用领域比较广，净化成本较低，具有非常好的应用前景。在煤炭化工生产过程中，由于煤炭内部包含一定量的合成氨、合成甲醇与合成天然气，由于粗合成气当中包含大量的杂质，会降低能源的净化效果，为了保证粗合成气中的杂质得到有效驱除，操作人员在实际工作当中，要运用先进的低温甲醇洗工艺，将粗合成气中的二氧化碳、二氧化硫与一氧化碳等气体有效去除，真正达到净化的目的。
1.2、工艺概述
本装置由以下单元组成：
（1）粗煤气冷却系统
（2）预洗和吸收系统
（3）甲醇再生系统，包括减压闪蒸、气提再生、加热再生。
（4）石脑油甲醇回收系统，包括预洗闪蒸再生、石脑油萃取、甲醇水分离。
（5）甲醇贮槽系统:包括一个新鲜甲醇贮槽、两个预洗甲醇贮槽、两个主洗甲醇贮槽和一个地下槽。
甲醇损耗为低温甲醇洗装置的主要消耗之一， 国内现行部分同类装置曾出现甲醇损耗过高甚至影响生产运行的情况， 所以是装置节能降耗的主要方向之一。另外，甲醇为有毒有害物质，其跑冒滴漏或无序排放将会造成环境污染。 本文分别从净化气、尾气、CO2、酸性气、外排废水、装置检维修等方面分析本装置甲醇损耗情况。同时，为了做好事前防范，通过积极借鉴同行的先进经验，在本装置安装、预试车阶段采取了相应措施。
2、影响甲醇损耗的原因分析
2.1、净化气夹带
净化气出塔时的温度和压力对甲醇的饱和蒸气压有较大影响。在其他条件不变的情况下，甲醇的蒸汽压是温度的函数，净化气温度越高，甲醇蒸汽压越大，净化气中夹带的甲醇就越多，长期的累积损耗量不容忽视。入塔贫甲醇温度过高、甲醇循环量过大、塔盘安装质量差、气相气体流速过快、工况波动大等都会造成甲醇损耗增大。
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2.2、塔器分离效率
塔器分离效率是影响甲醇消耗的另一大重要因素，在甲醇洗装置中，首先对装置塔器等位置进行全面检查，未发现任何问题。在对装置塔盘结构分析基础上，了解甲醇消耗过高的原因。在解析塔再吸收段中共计塔盘71块，结构类型为浮阀塔，最后一块塔盘距离除沫器位置3.1米，塔盘清液层高度为0.5米左右。在甲醇洗装置运行过程中，出现了严重的气液夹带现象，将甲醇从除沫器带出，导致甲醇消耗过多。经过反复试验分析之后得出，甲醇消耗过多是由于解析塔再吸收段分离空间不足所造成的，进而导致装置中的塔器分离效率过低，影响了甲醇的消耗。
2.3、外排废水残留甲醇
本装置的甲醇水分离塔容积较小，再沸器加热蒸汽为0.6MPa，工况波动时，塔釜液位和温度波动大，操作稳定性差，这些影响了甲醇水的分离效果，使该塔外排废水中残留甲醇量不稳定。
3、降低甲醇损耗采取的措施
3.1、净化气控制措施
从净化气角度出发，减少净化气外送时甲醇的携带量，需要对装置运行温度进行控制。主要有以下几点控制措施，首先，需要将变换气温度控制在34℃左右，以上温度是甲醇洗涤塔净化最佳温度，可减少温度对装置影响，并提高甲醇的气体吸解能力，减少净化气的甲醇携带量。其次，可提高丙烯压缩机的荷载力，确保装置中的水冷器、换热器具有很强的制冷以及换热效果，可降低甲醇的温度，提高甲醇的流量和甲醇装置的利用效率。另外，在装置负荷运行时，需要保持甲醇流量的缓慢性、平稳性，避免出现大范围的流量浮动，需保障装置内塔盘的传质稳定，实现对甲醇物质的科学控制。最后，要定期对装置进行检修，检查塔顶除沫器情况，保障其处于完好的状态，避免其在运行过程中，外送净化气体携带甲醇。
3.2、尾气、CO2
稳定尾气、CO2出塔温度，正常工况下将其温度控制在-57℃以下，以降低其夹带的饱和甲醇蒸气量。大部分尾气经过尾气水洗塔洗涤、甲醇水塔脱水，能回收大部分夹带的饱和甲醇蒸气。正常工况下，尾气、CO2中损耗的甲醇在设计指标之内。但在开、停车过程中，尾气、CO2出塔温度较高，甲醇损耗增多，应在保证开、停车安全的前提下尽快使出塔尾气、CO2温度达到正常的指标。在异常工况时，应注意硫化氢浓缩塔上段液位与顶部罐液位不能太高、尾气与CO2排放速度不能太快，否则容易产生气液夹带。2017年2月，本装置尾气排放压力控制阀故障关闭，无法打开，再生系统压力在线紧急卸压处理时因尾气排放速率过快，造成甲醇被尾气夹带从现场尾气烟囱口带出。
3.3、过滤器控制措施
在甲醇洗装置运行过程中，需保障整体工程的稳定性，确保循环甲醇中的水含量小于0.5%，在装置停止运行期间，需采取相应措施，避免装置内部进入大量空气。另外，改造过滤器排气管线也是减少甲醇消耗的重要因素之一，可将排放甲醇进行回收，将其输送至收集槽内。最后，企业需重视对甲醇收集槽的维护工作，利用分离塔，将甲醇进行精馏处理，使其能够二次投入使用，实现甲醇材料的重复利用。
3.4、酸性气
正常工况下，严格控制酸性气冷却后温度不高于-32℃，使外送酸性气中夹带的饱和甲醇蒸气量能控制在较低的范围内；气液分离罐液位控制在40%左右，应严防液位过高特别是出现满罐，减少气液夹带的机会；在排放酸性气脱氨方面，应根据取样分析情况，安排好排放的时间长短和排放量的大小，不能长时间无规律自由排放，同时需关注变换岗位变换气水洗脱氨塔的运行情况。
4、温甲醇洗工艺应用要点
在应用低温甲醇洗工艺的过程中，操作人员需要注意以下几个问题：第一，结合各类酸性物质的吸收情况，不断优化低温甲醇洗工艺，当大气中的硫化物含量较高时，会降低生态环境质量，为了保证低温甲醇洗的脱硫能力得到更好的提升，减少煤炭能源的浪费，操作人员可以加入一定量的催化剂，不断提升低温甲醇洗的净化效果。第二，在低温甲醇洗工艺中，随着原料消耗量的不断增加，甲醇的消耗量也会随之增加，再加上低温甲醇洗工艺受外界环境影响较大，因此，操作人员需要严格控制反应温度，从而保证低温甲醇洗工艺在不同环境中得到合理利用。低温甲醇洗装置在运行过程当中，由于冷量不足，会降低低温甲醇洗装置的运行速度，为了更好地提升低温甲醇洗装置的稳定性，操作人员要定期对各项装置进行科学检查，针对检查不过关的低温甲醇洗装置，及时采取相应的解决对策，并合理分配低温甲醇洗系统冷量，防止装置出现冷量分配不均匀现象。
结束语
低温甲醇洗装置在应用过程中，可通过增加分液罐方式，对其技术进行改造，优化装置中甲醇的消耗，降低其在大气脱硫中的成本。在技术改造之后，其对生态环境也有了一定的改善，降低了对环境的污染，并在脱硫、脱碳效果上，具有一定的优势。此方案在甲醇洗装置改造中具有很强的价值，在未来甲醇洗装置中会得到更广泛的应用。
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论文作者:张楗棚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
标签：甲醇论文; 装置论文; 低温论文; 尾气论文; 工艺论文; 温度论文; 夹带论文; 《防护工程》2018年第35期论文;