摘要：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。
关键词：低温甲醇洗；甲醇损耗；分析
1 正常工况下甲醇消耗
100%负荷下低温甲醇洗甲醇消耗计算如下：
净化气甲醇消耗：270000×50×10-6×32÷22.414=19.27Kg/h；
CO2产品气甲醇消耗：50000×13×10-6×32÷22.414=0.93Kg/h；
尾气甲醇消耗：90000×15×10-6×32÷22.414=1.93Kg/h；
酸性气甲醇消耗：2400×0.138%×32÷22.414=4.73Kg/h；
废水甲醇消耗：2850×16×10-6=0.046Kg/h。综上可知，100%负荷下甲醇月消耗约为：（19.27+0.93+1.93+4.73+0.046）×24×30÷1000=19.37t通过与国内其他低温甲醇洗装置的甲醇消耗比较，该消耗量处于较低水平。
2 甲醇洗装置甲醇消耗高原因
2.1 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，塔底气提氮量不足，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，若酸性气温度偏高，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。
2.2 生产问题
当前的低温甲醇洗装置在运行过程中，设计人员所计算的最大甲醇消耗量为97.5kg/h，即在每日的生产过程中甲醇消耗量最大为2.34t。但是，在实际生产过程中发现，甲醇消耗量每日可达9.68t，大大超过了装置的设计最大消耗量，对于设备造成了较大的运行压力，也影响了装置在生产中的经济效益。从原理上进行分析，装置在生产中出现甲醇消耗过多的原因是气体夹带现象的出现。低温甲醇洗装置是通过低温之下。甲醇对酸性气体的溶解度大，对氢气和一氧化碳气体溶解度小的问题来实现对煤化工项目中产生的酸性气体进行脱除净化。若是在处理过程中，装置净化气体含有合成气或是循环气，都会在装置运行中致使设备中甲醇被带出，从而增大装置甲醇消耗量。
2.3 酸性气夹带
本装置热再生塔产生的酸性气先冷却至-32℃左右，气液分离后，再复热至常温送克劳斯硫回收装置。当酸性气冷却温度不够低、气液分离罐液位过高时，均会导致甲醇被带出系统的量增多，造成甲醇损耗增大。另外，因装置进料气中的NH3在甲醇中的积累，对洗涤塔的洗气和循环甲醇的再生均不利，需不定期排放酸性气以除NH3，由于是在酸性气未冷却前排放，排放的酸性气温度较高，夹带甲醇较多，故此条线的甲醇损耗应引起注意。
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3 低温甲醇洗装置低温段系统能效优化的措施
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。
3.5 装置开停车控制措施
A.在系统开停车时，应合理控制高、低压充氮阀的开度，尽可能减少由于放空造成甲醇损失。B.在系统开车时，根据实际运行经验，一般将甲醇循环建立的初始时间安排在变换工段开始导气前24小时左右，缩短低温甲醇洗系统导气前的空载时间，减少甲醇消耗。C.系统停车时，甲醇再生合格后（约8小时），应尽快停止甲醇循环，缩短低温甲醇洗系统空载时间，减少甲醇消耗。D.系统停车时，在甲醇再生期间，确保酸性气深冷器W016的正常投用，防止放空酸性气温度偏高，带走大量甲醇。
4 温甲醇洗工艺应用要点
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。
5 结束语
经过前期试车阶段的技术改造以及之后正常生产运行期间持续的工艺调整优化，低温甲醇洗装置2017年全年平均甲醇消耗为17.8kg／h，明显低于设计保证值24kg／h。由此可见，本装置甲醇消耗得到了较好的控制。通过分析、总结开车以来的经验和教训，为装置下一步的挖潜增效提供了思路和方向。
参考文献：
[1]张宝军.低温甲醇洗装置甲醇消耗问题探讨[J].当代化工研究，2018（01）：103-105.
论文作者:王磊,魏东杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签：甲醇论文; 装置论文; 低温论文; 酸性论文; 消耗论文; 尾气论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第25期论文;