低溫甲醇洗裝置降低甲醇消耗技術改進

劉欣慧

關鍵詞：低溫甲醇洗技改;低溫甲醇洗優化

1 低溫甲醇洗工藝原理

低溫甲醇洗技術是由德國開發，在世界范圍內得到進一步推廣和利用的，其本身運作流程較為復雜，從根本上來說就是通過物理方法對生產當中粗煤氣中的酸性氣體進行吸收得以利用。低溫甲醇洗裝置的目的是去除變換氣中的酸性氣體及CO2，該過程是一種物理吸收過程，用低溫甲醇作為洗液（吸收劑），在設計溫度-53.9℃時，甲醇對于CO2，H2S和COS具有較高的可溶性。在物理吸收過程中，含有任何成份的液體負載均與成份的分壓成比例，吸收中的控制因素為溫度、壓力和濃度。

2 甲醇單耗大的原因分析

①低溫甲醇洗裝置有兩股去克勞斯硫回收的酸性氣，分別為主洗酸性氣、預洗酸性氣，低溫甲醇洗K005（熱再生塔）通過再沸器再沸富含硫化氫的甲醇富液后，產生攜帶甲醇氣體的主洗酸性氣，通過W014（熱再生塔頂冷凝器）將氣態甲醇冷凝回收，不凝的酸性氣送至克勞斯硫回收系統進行燃燒;

②低溫甲醇洗A/B單元，預洗閃蒸塔（K007I段）溶液分布器設計不能滿足工藝要求。實際生產中，根據2017年6月至2018年6月間的預洗酸性氣的分析數據，發現在洗滌脫鹽水流量達到設計流量的情況下，預洗酸性氣中甲醇含量一般在5%-12%之間，平均值為9.725%。預洗酸性氣中甲醇偏高，主要是由于預洗閃蒸塔（K007I段）回收預洗酸性氣中甲醇效果不佳，增加了低溫甲醇洗甲醇的消耗;

③甲醇精餾系統，甲醇水塔（K009）進行甲醇和水的分離。由甲醇水塔再沸器（W023AB）提供熱量，控制塔底溫度為136℃;塔頂氣相甲醇離開甲醇水塔（K009），直接進入熱再生塔（K005）Ⅱ段。一股來自貧/富甲醇換熱器（W013ABCDEFG）F殼程出口的甲醇貧液作為甲醇水塔（K009）回流液。甲醇水塔（K009）底部的含醇廢水，控制甲醇含量在100ppm以下，經廢水泵（P017A/R）加壓后，在共沸塔給料加熱器（W020AB）管程中預熱共沸塔進料后，送往生化水處理裝置;

④制冷工段（丙烯壓縮機）的制冷溫度達不到要求，不能有效地為甲醇洗系統提供冷量，會導致低溫甲醇洗系統的溫度偏高、單耗增大;

⑤凈化氣調節閥門開關幅度過大，氣體流速過快，導致吸收塔液泛，造成出口凈化氣體中夾帶甲醇霧沫，導致甲醇消耗量增大;

⑥設備檢修后，換熱器需要重新進行排氣才能投用，在投運過程中進行排氣操作時會有大量甲醇溢出或機械密封存在泄漏，增加了甲醇消耗;

⑦由于系統腐蝕嚴重，造成過濾器的清洗頻率高，在切換的過程中造成甲醇消耗增加;

⑧低溫甲醇洗甲醇溶液循環量對氣體凈化效果影響極大，適當的甲醇循環量不僅可以實現甲醇的低操作溫度，還可以減少系統的能耗。若甲醇循環量過高，會使循環甲醇溫度升高，甲醇消耗也升高;如果甲醇循環量過小，會造成出界區凈化氣中總硫及CO2含量超標;

⑨系統開、停車次數過于頻繁導致的系統甲醇消耗。

3 改進措施及正常生產中的注意事項

3.1 酸性氣體

①控制好熱再生塔（K005）的操作壓力和溫度，保持穩定，減少波動的幅度和頻率;

②控制好熱再生塔頂冷凝器（W014），共沸塔頂冷凝器（W021）水量，防止酸性氣體帶液，保證氣液分離效果，并且定期檢查換熱器是否存在氣阻現象，經常性對換熱器進行排氣，防止氣阻現象發生，避免甲醇液體隨酸性氣體一起被帶出系統;

③將共沸塔（K008）頂部氣相管線至預洗閃蒸塔一段（K007I段）的保溫材料拆除，從而降低預洗酸性氣進K007I段前的溫度;

④適當降低尾氣洗滌塔（K006）底部脫鹽水給水溫度;

⑤對熱再生塔頂冷凝器（52-W014）、共沸塔頂冷凝器（52-W021）上水管線增設大口徑導淋，當換熱效果差時，對換熱器管程進行濁循環水反沖洗;

⑥減少熱再生塔（52-K005Ⅱ）再沸器蒸汽流量降低熱再生塔（K005Ⅱ）頂部熱再生氣溫度，操作依據：將熱再生塔（52-K005Ⅱ）壓差降至28kPa左右：保證貧甲醇的總硫含量小于10ppm;

⑦減少共沸塔（52-K008）再沸器蒸汽流量降低共沸塔（52-K008）頂部氣相溫度，操作依據：將共沸塔（52-K008）塔底部甲醇水溫度控制在106℃-107℃，保證共沸塔（52-K008）塔底部甲醇水中總硫含量低于10ppm;

⑧將H2S濃縮塔三段（52-K003Ⅲ）氣提氮氣量增加至5000mm3/h，增加H2S濃縮塔三段（52-K003Ⅲ）的閃蒸冷量。在保證氣提氮氣溫度的前提下盡量將H2S濃縮塔三段（52-K003Ⅲ）的閃蒸氣多通過硫化氫富氣冷卻器（52-W016）換熱，降低主洗酸性氣溫度;

⑨將硫回收裝置的酸性氣分液罐Ⅱ（61-B011）分離液由酸性水泵（61-P01）輸送到低溫甲醇洗A單元地下槽（51-B005）回收，減少甲醇損失;

⑩聯系生產調度室盡可能將其他界區濁循環水用量降低，（變換A單元濁循環水關閉，變換B單元濁循環水根據變換出口溫度，回水閥關至1/3處）聯系生產部，關小酚氨回收及煤氣水分離濁循環水用量，將回水壓力由0.27MPa降至0.23MPa，從而增大了低溫甲醇洗界區的濁循環水用量;

?杜絕現場跑冒滴漏，及時回收檢修時和取樣置換時的甲醇廢液。

3.2 凈化氣、CO2尾氣

保持H2S吸收塔、CO2閃蒸塔（K003）Ⅲ和H2S濃縮塔（K004）Ⅲ頂部的操作壓力和溫度穩定，盡可能控制在正常操作范圍內，減少波動，密切注意各塔的壓差值，同時加強分析監控，防止出現帶液現象，將各股氣體帶出的甲醇量降低至最低。

3.3 排放廢水

①調整甲醇水分離塔的操作，在保證出塔頂甲醇蒸汽中水質量分數低的前提下，盡可能提高塔的操作溫度，使出塔底部廢水中甲醇含量盡可能低;

②嚴格按照指標控制進甲醇洗滌塔的工藝氣溫度，防止蒸汽流量出現波動而引起甲醇水分離塔工況波動，導致排放廢水中甲醇超標;

③盡可能降低進低溫甲醇洗系統工藝氣溫度，減少帶入的水量，使需要從甲醇水分離塔排放的廢水減至最少;

④系統開、停車期間，應對臨時直補蒸汽閥門進行檢查確認，防止因臨時直補蒸汽漏入塔內而影響循環甲醇的水含量，并導致排放廢水量增大，增加甲醇的損失。

3.4 系統開停車

①在開、停車過程中，應合理調節系統內各部分充氮閥門的開度，在能保證系統壓力并維甲醇循環的前提下，減少氮氣用量，從而降低由于放空過大而造成的甲醇損失;

②根據經驗適當安排開車建立甲醇循環的時間，以免系統接收粗煤氣前等待時間過長增加甲醇的損失;

③停車時系統甲醇再生回溫結束后，盡快停甲醇循環，以免時間過長造成甲醇損失。

3.5 保證甲醇溶液循環量

保證甲醇溶液循環量與變換氣氣量必須相匹配，防止循環量過大，造成甲醇損失。

4 結束語

通過上述原因分析可以說明：影響低溫甲醇洗系統甲醇消耗的因素有很多種因素。在保證產品氣合格的前提下，要想最大限度的降低甲醇消耗，在實際的生產工作中必須多方面考慮，通過上述工藝調整使各項指標精細化操作管理，來降低系統的甲醇消耗，從而才能實現效益最大化。低溫甲醇洗的氣體凈化效率取決于酸性氣在甲醇中的溶解度和達到氣液平衡時酸性氣在氣相中的分壓，而這兩項因素都是溫度函數。

參考文獻：

[1]李波.低溫甲醇洗穩定運行的關鍵因素探討[J].遼寧化工，2009，38（08）.