林德低溫甲醇洗工藝甲醇損耗的問題分析

趙吉科

摘 要：低溫甲醇系在工業(yè)生產(chǎn)中有著極為重要的作用，特別是對于煤化工領域而言，低溫甲醇洗幾乎必不可少。但是在具體生產(chǎn)中，由于循環(huán)利用甲醇，難免會存在相應的損耗問題，因此本文以林德低溫甲醇洗工藝為例，細致分析甲醇損耗的原因及相關改善措施，希望可以借此給林德低溫甲醇洗工藝優(yōu)化的相關研究提供一定的參考措施。

關鍵詞：林德低溫甲醇洗;甲醇損耗;優(yōu)化措施

1 林德低溫甲醇洗工藝概述

在煤化工領域都會直接或間接的用到氣體凈化裝置，而低溫甲醇洗就是氣體凈化中重要的工藝之一，而且也是當前最具競爭力和最成熟的氣體凈化技術。特別是在煤氣凈化以及天然氣脫硫等領域中，低溫甲醇洗工藝更是必不可少。所以在工業(yè)發(fā)展的過程中，低溫甲醇洗的應用范圍不斷擴大，而且相關的工藝探究也更加深入。因此雖然低溫甲醇洗工藝的前期投資較高，但是由于溶劑價格便宜、操作簡單及脫硫凈化程度較高等原因，仍然是很多煤化工企業(yè)氣體凈化的首選。目前在我國的工業(yè)生產(chǎn)中，低溫甲醇洗的工藝技術已經(jīng)較為成熟，廣泛地用于合成氨、工業(yè)制氫氣和天然氣脫硫等。而且低溫甲醇洗工藝的溶液循環(huán)量小、凈化氣質(zhì)量高、溶劑也較為廉價，這一進一步擴寬了低溫甲醇洗的應用范圍。

低溫甲醇洗的具體工藝需要有效結合企業(yè)的實際生產(chǎn)情況，它和原料組成、裝置規(guī)模以及產(chǎn)品方案有著密切的關系。因此很多生產(chǎn)企業(yè)在自身科研能力不足的情況下，大多和研究院以及煤化工工程公司合作來進行工藝設計和技術研發(fā)，而相應的研究院及工程公司往往是利用低溫甲醇洗的要求來進行基礎數(shù)學模型的建立，然后結合自身的經(jīng)驗來配套設立相應的工藝流程。所以，我國目前的低溫甲醇洗工藝研發(fā)主要是企業(yè)和院校之間合作為主。

2 低溫甲醇洗甲醇損耗問題及優(yōu)化措施

低溫甲醇洗原理為根據(jù)低溫狀況下的甲醇具有對H2S和CO2等酸性氣溶解吸收性大，而對CO和H2溶解吸收性小的這種選擇性，來脫除變換氣中H2S和部分CO2等酸性氣，從而達到凈化變換氣的目的，為甲醇合成提供合格的合成氣，上述過程為物理吸收過程，吸收過的富甲醇再經(jīng)過減壓、氮氣氣提、加熱再生分別釋放H2S和CO2氣體，并將甲醇再生為貧甲醇，甲醇循環(huán)利用，在此過程中通過水冷器，CO2的氣提閃蒸和冷凍單元丙烯壓縮機提供的丙烯閃蒸制冷來為低溫甲醇洗提冷量。經(jīng)過2011年7月裝置大檢修后，系統(tǒng)在高負荷下運行，在運行過程中，低溫甲醇洗甲醇損耗（兩系統(tǒng)）每月平均消耗甲醇約120t左右（雖均在設計值內(nèi)，設計值為160t/月），其中一系列每月消耗約40t，二系列每月消耗約80t。嚴重影響裝置的優(yōu)化運行，通過將低溫甲醇洗系統(tǒng)優(yōu)化，增加冷凍單元的負荷、調(diào)整氣提氮量、調(diào)整甲醇的分配量及調(diào)整循環(huán)甲醇的品質(zhì)等手段將系統(tǒng)甲醇損耗每月降至70t左右，為公司的節(jié)能降耗貢獻了一份力量。現(xiàn)將影響低溫甲醇洗甲醇損耗原因及相關對策祥述一二：

2.1 系統(tǒng)循環(huán)甲醇溫度（低溫甲醇洗各激冷器負荷）的影響

循環(huán)甲醇溫度高低影響二氧化碳產(chǎn)品塔和硫化氫濃縮塔塔頂溫度的高低，對二氧化碳和尾氣中的甲醇含量有直接影響。措施：通過增加各激冷器的負荷，降低系統(tǒng)循環(huán)甲醇的溫度，使二氧化碳產(chǎn)品塔和硫化氫濃縮塔的塔頂溫度明顯降低。

2.2 氣提氮氣量的影響

氣提氮氣量大對硫化氫濃縮有利，但氣提氮氣量過大會導致尾氣中甲醇含量增多，因而在滿足硫回收對酸性氣濃度要求的前提下適當降低氣提氮氣的量對減少尾氣中甲醇含量有利。

2.3 循環(huán)甲醇在各塔（段）的分配量的影響

循環(huán)甲醇在甲醇洗滌塔上下段的分配量和不含硫化氫的富甲醇在二氧化碳產(chǎn)品塔和硫化氫濃縮塔的分配量決定了不含硫化氫的富甲醇去二氧化碳產(chǎn)品塔和硫化氫濃縮塔塔頂量的大小，去塔頂富甲醇的量太少，出界區(qū)的物料硫化氫超標，造成環(huán)保事故。若去塔頂?shù)母患状嫉牧刻螅瑫斐沙鼋鐓^(qū)的物料中甲醇含量高。措施：通過緩慢調(diào)整各分配量，在滿足工藝條件的前提下，盡量減少去塔頂富甲醇的量，二氧化碳產(chǎn)品和尾氣中甲醇含量明顯減少。

2.4 循環(huán)甲醇的品質(zhì)影響

甲醇中的水含量和氨含量對甲醇損耗有很大影響，水含量高系統(tǒng)的腐蝕嚴重，影響換熱器換熱效果，同時增加了過濾器的過濾頻次，造成甲醇損耗;系統(tǒng)中適量的氨含量對系統(tǒng)有利，可減緩系統(tǒng)腐蝕，若氨含量過高，在熱再生系統(tǒng)汽相管線會出現(xiàn)銨鹽結晶，造成熱再生系統(tǒng)復熱，造成甲醇損耗增大。措施：增大低溫甲醇洗前工段變換單元洗氨塔的洗滌水量，降低出洗氨塔工藝氣的溫度來增大洗氨效果;低甲系統(tǒng)定期排氨，根據(jù)貧甲醇pH值和熱再生塔汽相管線的情況，定期排氨;控制好工藝氣進低溫甲醇洗系統(tǒng)的溫度，減少帶入低溫甲醇洗的水量，同時提高甲醇水分離塔的負荷和控制好甲醇水分離塔出口溫度，減少系統(tǒng)中甲醇的水含量和廢水中的甲醇含量;加強甲醇的過濾，定期清洗過濾器。

2.5 日常操作中系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

日常生產(chǎn)中前工段進低溫甲醇洗工段的工藝氣壓力，前工段進入低溫甲醇洗工藝氣負荷和組分的不穩(wěn)定，會造成各個換熱器溫度忽高忽低，各塔罐的壓力也忽高忽低，造成系統(tǒng)冷量損失和帶出大量的甲醇。措施：聯(lián)系前后工段控制好整個系統(tǒng)的壓力，控制好前系統(tǒng)的工藝氣組分和負荷使系統(tǒng)穩(wěn)定運行來減少甲醇的損失。

2.6 設備損壞的影響

設備損壞對甲醇損耗有很大影響，各塔罐除沫網(wǎng)壞了，甲醇會直接帶出系統(tǒng);塔盤等內(nèi)件損壞，也會造成甲醇帶出系統(tǒng)和造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，從而造成甲醇損失;換熱器和激冷器等設備內(nèi)漏，會造成甲醇漏到外系統(tǒng)和帶出系統(tǒng)，也可能其他介質(zhì)帶入甲醇系統(tǒng)，造成被甲醇污染，繼而造成甲醇損耗;塔，罐，換熱器，管道，設備，機泵等設備外漏，會直接加大甲醇損耗。措施：加強現(xiàn)場巡檢，及時發(fā)現(xiàn)跑冒滴漏，及時處理;中控認真操作，加強巡屏，及時發(fā)現(xiàn)問題并及時處理;大檢修時及時檢查與修復有問題的設備與管線。

通過以上措施調(diào)整，二氧化碳產(chǎn)品中的甲醇含量由原來的350ppm降至250ppm，未經(jīng)尾氣洗滌塔洗滌的尾氣中的甲醇由原來的500ppm降至300ppm，熱再生塔銨鹽結晶現(xiàn)象明顯減少，低溫甲醇洗系統(tǒng)甲醇損耗情況明顯改善，由原來的120t/月降至70t/月，效果顯著。

3 結語

低溫甲醇洗工藝在具體運行中會受到多種因素的影響，在不同的影響因素下，甲醇損耗量會產(chǎn)生明顯的不同，這就會帶來相應的成本問題。基于此，本課題重點探究甲醇損耗的相關原因，從系統(tǒng)循環(huán)甲醇溫度、氣提氮量循環(huán)、甲醇在各段的分配量、循環(huán)甲醇的品質(zhì)、日常操作中系統(tǒng)穩(wěn)定性以及設備損壞6個方面探究不同因素對低溫甲醇洗工藝中甲醇損耗的具體影響，并且提出了相應的優(yōu)化措施，結合當前生產(chǎn)的實際情況分析采取優(yōu)化措施后甲醇損耗的改善情況，希望能夠通過本文的研究給我國低溫甲醇洗中甲醇損耗相關問題的工藝完善提供一定的參考意義。

參考文獻：

[1]張璽.低溫甲醇洗林德工藝在伊犁新天煤化工的改造及應用[J].化工管理，2018（29）：112-113.

[2]葉洪臣.低溫甲醇洗CO2解析工段運行存在問題與模擬優(yōu)化[D].北京：北京化工大學，2017.

[3]劉廣利，張磊，昌登宇.林德與魯奇低溫甲醇洗工藝標準對比研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2016，36（09）：9-10.

[4]慕文杰，楊樂鋒.低溫甲醇洗裝置甲醇污染對出口H_2S指標的影響與解決措施[J].化工管理，2019（22）：85-86+103.

[5] Abdelali El Gaidoumi，José Miguel Do?a Rodríguez，Elisenda Pulido Melián，Oscar Manuel González-Díaz，José Antonio Navío Santos，Brahim El Bali，Abdelhak Kherbeche. Synthesis of sol-gel pyrophyllite/TiO2 heterostructures： Effect of calcination temperature and methanol washing on photocatalytic activity[J]. Surfaces and Interfaces，2018.