淺談固定床氣化配套的低溫甲醇洗技術選擇

潘永志 張立艷 張云鵬（蘇新能源和豐有限公司 834406）

1.1、概述

低溫甲醇洗是德國林德和魯奇公司開發的一種采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體的氣體凈化工藝。

我國對低溫甲醇洗的研究起步于70 年代末，進行消化吸收后,已經取得了一定的成果。對于低溫甲醇洗所必需的低溫鋼、低溫管件、低溫閥門、低溫泵的制造以及塔內件的設計和難度較大的設備制造（如纏繞式換熱器）已基本實現了國產化。 需要說明的是因批量或制造周期原因有些低溫材料國內訂貨困難， 也可能從國外引進（近兩年來國際市場低溫鋼價格漲幅較大，所以也可考慮用不繡鋼代替部分采購有困難的低溫材料），對于流量大揚程高的低溫泵為保證質量性能也可以考慮從國外引進。

1.2、國內、外低溫甲醇洗技術比較

國內和國外低溫甲醇洗技術無論在流程優化、 可靠性等方面，國內的低溫甲醇洗工藝技術與國外相比還是有不少差距，國內技術和國外技術在裝置性能、 裝置能耗等方面也存在一定的差別。

1.2.1 裝置性能

（1）流程特點

從目前國內外各家低溫甲醇洗技術工藝流程來看， 在能量利用和換熱流程設置上差別不大， 主工藝流程變化不大， 在預洗、尾氣洗滌、副產品回收和處理等方面有差別，這些差別主要體現在對工程化的理解程度上， 國內工程公司在這些方面做的好些。

（2）物性數據

國外工程公司在低溫甲醇洗的基礎工作上做的比較好，建立有完整地數據庫，適用于不同濃度、不同壓力、不同溫度，對于處理氣量包括變換氣量、閃蒸壓力、尾氣量等適應范圍較廣，尤其是在處理300,000Nm3/h 以上變換氣的裝置，完整的物性數據庫就顯得更為重要。 其重要性體現在公用工程消耗、設備規格選擇、原料氣變化的適應性。

另外，國外公司提供的工藝包各類物性數據較全，有利于工程化設計，有利于以后變工況的操作。

（3）設備選型及投資

從目前的國內、國外低溫甲醇洗技術來看，在同等規模處理氣量、同壓力以及同凈化指標的條件下，國內低溫甲醇洗設備選型大多偏大。 如，在兩個類似規模項目中，甲醇洗滌塔國內采用的直徑是ф4400，而國外采用的直徑是ф4100，繞管式換熱器差別就更大了。 我們初步測算國內和國外低溫甲醇洗技術裝置投資差別在10～25%，裝置規模越大，投資差別越大，最主要原因是國內低溫甲醇洗物性數據不準確。

（4）凈化指標差別不大

1.2.2 消耗性能

下表為國內和國外低溫甲醇洗工藝在某兩個類似項目生產甲醇裝置（30 萬噸/年）中的消耗，有效氣量（CO+H2）為7.2×104 Nm3/h。

國內和國外低溫甲醇洗工藝消耗比較

從上表可以看出， 國內和國外低溫甲醇洗工藝的合成天然氣成本在0.113 元/ Nm3和0.107 元/ Nm3，差別在0.006 元/Nm3，國外工藝包提供商具備研發和工程化能力，在低溫甲醇洗工藝方面建立了非常完備的理論模型， 有專門的計算及工程設計軟件，還經大量工業化驗證并不斷改進。 此外，國外公司的低溫甲醇洗工藝目前在世界上已有多套運行業績， 尤其是在裝置大型化方面，在國內和國外都有豐富的應用業績及明顯的優勢。而國內工藝包提供商主要來源于研發機構，理論水平高，工程化能力弱。 對于甲醇洗裝置放大后，主要存在的問題及瓶頸在設備設計及制造方面，大尺寸的塔器，換熱器，機泵在規模放大幾倍后，計算模型都存在需要修正的問題。

中小型凈化項目中采用國內工藝包， 仍需詳細設計根據工程經驗進行深化優化，才能保證裝置安全穩定運行。 引進工藝包技術可靠，詳細設計階段需投入人力負荷小，裝置穩定性高。 但對于大型煤化工項目，國內專利商無類似業績，存在一定技術風險，引進工藝包比較穩妥。 對于裝置規模較大，因規模放大而增加的公用工程消耗絕對值可能會比較大， 相應的操作費用將會比較大，就相對耗能因此，對于大型煤化工項目，在無類似運行經驗的情況下，應優先引進國外工藝包。

裝置系統安全性國內低溫甲醇洗和國外的技術相差無幾，安全生產在設計方面已消除制約瓶頸和隱患， 關鍵是煤化工發展太快，制約安全生產是操作工的能力和管理問題，而不是設計問題，根據操作工的能力和經驗，國內低甲連續穩定運行完全可以達到8000 小時，甚至根據生產需要可以運行更長的時間。

目前， 國外低溫甲醇洗工藝有林德工藝和魯奇工藝二種流程，二者在基本原理上沒有根本區別，而且技術都很成熟。 兩家專利在工藝流程、設備設計和工程實施上各有特點。 但都相互吸收學習,取長不短,互相引進技術如∶

1)魯奇吸收林德的專利設備――高效繞管式換熱器，提高換熱效率，特別是多股物流的組合換熱，節省占地、布置緊湊，能耗較省；

2)原料氣進入低溫甲醇洗裝置后，噴入少量循環甲醇，防止氣體結冰，避免系統阻塞。

3)在甲醇溶劑循環回路中設置甲醇過濾器，除去FeS、NiS 等固體雜質，防止其在系統中積累而堵塞設備和管道。

一般采用氮氣氣提濃縮硫化氫，二氧化碳回收率70%。

如果采用固定床魯奇碎煤加壓溶渣氣化技術， 由于氣體中含烴類物質，流程設計上還需增設預洗和再生出石腦油等工藝，據我們了解，林德公司還沒有做過類似業績，選用林德工藝可能也有一定的風險。 所以建議采用國外魯奇低溫甲醇洗技術