渭河雙醋項目低溫甲醇洗方案選擇

韓軍波

摘 要：本文介紹了渭河雙醋項目低溫甲醇洗方案的選取過程，論述了實際工程中選取低溫甲醇洗方案的靈活性，進而解決工程實際問題，優化方案。

關鍵詞：低溫甲醇洗；亨利定律；優化方案

1 簡述

渭河潔能公司7.5萬噸/年醋酐、3.5萬噸/年醋酸工程，要求出凈化裝置的凈化氣分兩股，一為滿足40萬/噸年甲醇生產的甲醇合成氣102658 Nm 3/h，一為醋酸合成所需的CO提純用氣31863 Nm 3/h。凈化工藝采用大連理工大學的低溫甲醇洗技術。氣體凈化的指標直接影響到甲醇的產量、合成觸媒的使用壽命以及醋酸裝置的能否正常運行，因此做好氣體凈化十分重要。凈化有關性能指標要求如下：

2 凈化方案

2.1 低溫甲醇洗簡介

低溫甲醇洗工藝是采用物理吸收方法的一種酸性氣體凈化工藝。該工藝使用冷甲醇作為酸性氣體吸收液，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的物理特性，同時分段選擇性地吸收原料氣中的H2S和CO2以及各種有機硫等雜質。在以渣油和煤為原料的大型合成氨裝置、甲醇裝置上，大多采用這種凈化工藝。此外，該工藝還廣泛應用于甲醇合成、羥基合成、工業制氫、醋酸裝置、城市煤氣和天然氣脫硫等生產裝置的凈化工藝中。目前，國內外已有百余套大中型工業化裝置的酸性氣體脫除采用該凈化工藝。

2.2 凈化方案

方案一的進料氣為兩股，一股變換氣，一股未變換氣，兩股氣分別進兩個吸收塔，共用一套再生系統；方案二進料氣僅為一股變換氣。

利用THES軟件對兩個方案的CO2洗滌塔進行初步的核算，如下表所示：

列表對比兩個方案的吸收塔外形尺寸，如下表所示：

方案一的進料氣為兩股，一股變換氣，一股未變換氣，兩股氣分別進兩個吸收塔，共用一套再生系統；方案二進料氣僅為一股變換氣，分段凈化后成為兩股凈化氣出凈化裝置。

通過設備外形尺寸比較，我們看出方案一中洗滌CO提純用氣的洗滌塔塔高51米，塔徑卻只有1.4米，而項目建設地區位于地震帶上，地震基本烈度Ⅷ度，由此會給土建施工帶來一定的實際問題，使土建施工變得復雜。方案一的進料氣為兩股，一股變換氣，一股未變換氣，變換氣氣量為未變換氣的6倍，各自的凈化純度決定了各自洗滌塔的高度，而未變換氣氣量特別小，所以未變換氣的洗滌塔顯得又細又高。為了避開這個問題，于是有了方案二，方案二在滿足凈化要求的前提下很好的解決了方案一中的問題。

方案二進料氣僅為一股變換氣，經主洗滌塔后CO2摩爾含量為3.4%，為滿足甲醇合成的甲醇合成凈化氣，經回收冷量后送去甲醇合成裝置。在出主洗滌塔的凈化氣中抽出少量一股，送入CO2深度脫除的一個小塔——CO2洗滌塔，在此塔內，凈化氣經貧甲醇洗滌后，CO2摩爾含量被脫至10ppm以下，滿足醋酸合成的CO2含量要求，成為CO提純用氣，經回收冷量后送去CO提純裝置，進而去醋酸裝置。

本項目凈化方案幾經改變，原因在于每個項目都有自己的特殊性，本項目的特殊性在于用于醋酸合成的CO提純用氣所需量很小，凈化純度沒有降低，從原料氣凈化到要求純度決定了塔高不會降低，又因為氣量小，所以出來的結果就是CO2吸收塔細且高，增加了土建施工的復雜性。同樣是方案一，在別的項目就可以適用，那是因為其用于醋酸合成的這股未變換原料氣氣量比較大，雖然凈化純度要求一樣高，但是其塔徑大，不存在穩定性差、增加土建施工復雜性的問題。本項目方案二的優點在于避開了細高塔的問題，將原料氣合為一股，將其先全部凈化至甲醇合成的標準，在此基礎上，將凈化氣抽出一股進行CO2深度脫除，使之符合醋酸合成的標準，這樣方案二最后的兩股凈化氣既滿足了后續裝置的需要，也避開了方案一中所出現的工程實際問題。

3 結論

渭河潔能公司7.5萬噸/年醋酐、3.5萬噸/年醋酸工程低溫甲醇洗凈化方案最終選擇了方案二，它在同樣達到凈化要求的前提下解決了最初方案一中出現的CO2洗滌塔細高，會增加土建施工復雜性的問題，優化了凈化方案。

近些年來，低溫甲醇洗工藝技術越來越多應用于煤化工項目，低溫甲醇洗技術一般分為酸性氣體吸收、H2S濃縮、合成氨裝置多加一個CO2產品塔、熱再生、甲醇水分離及尾氣水洗這幾個部分，但是具體工程設計中可能碰到這樣那樣的問題，我們應該善于思考，具體問題具體對待，進而優化方案使我們的工程設計更加合理、切實可行 。

參考文獻

1. 大連理工大學《渭河甲醇項目甲醇洗裝置工藝包上冊》

2. 化工原理 天津大學出版社

3. 汪家銘 《低溫甲醇洗凈化工藝的技術進展及應用概況》《化肥設計》第46卷第1期 2008年2月 文章編號： 1004 - 8901 （2008） 01 - 0025 - 05

4. 唐宏青 《低溫甲醇洗凈化技術》《中氮肥》第1期 2008年1月 文章編號： 100429932 （2008） 0120001207

5. 張成祥 戚紅 《淺析低溫甲醇洗工藝》 《應用能源技術》2007 年第9 期（總第117 期）

作者簡介

自2003年太原理工大學畢業后從事煤化工項目設計工作已有10年，積累了豐富的經驗，任職經歷

2003～2012 華陸工程科技有限責任公司 工藝室

2012～至今 北京石油化工工程有限公司西安分公司 工藝室