武戊良

(甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅天水 741020)

隨著人們對(duì)環(huán)保的意識(shí)不斷增強(qiáng)，煤化工領(lǐng)域也向著綠色環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。常用的氣體凈化的方法主要有物理吸收和化學(xué)吸收。其中物理吸收是利用粗煤氣中硫化氫、硫氧化碳、二氧化碳等能溶解于水或某些有機(jī)溶劑的特性，采用水洗工藝，碳酸丙烯酯工藝，低溫甲醇洗工藝等。本文探討的低溫甲醇洗工藝?yán)玫蜏馗邏合滤嵝詺怏w在甲醇中的溶解度很大，甲醇循環(huán)量小，動(dòng)力消耗大;凈化度高，出CO2吸收塔的工藝氣中 CO2為8．0 ×10－6，S ＜0．05 ×10－6，CH3OH 為 1．0 ×10－5，不含水;選擇性好，有效氣體損失很少;容易再生，減壓后溶解氣體逐漸解析回收，甲醇廉價(jià)易得并可以循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，被煤化工領(lǐng)域廣泛使用。但在實(shí)際運(yùn)行過程中也存在系統(tǒng)甲醇消耗過大的問題，需要我們分析探討，并提出技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化，使該工藝更環(huán)保更節(jié)能。

1 低溫甲醇洗工藝簡(jiǎn)介

一年產(chǎn)60萬t的煤制甲醇裝置，脫硫脫碳工段采用大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗技術(shù)，工藝流程為:來自變換的變換氣進(jìn)入低溫甲醇洗，經(jīng)過進(jìn)料氣冷卻器、分離器進(jìn)入CO2吸收塔脫硫脫碳段，依次脫除H2S、COS和CO2后經(jīng)一級(jí)原料氣冷卻器，二級(jí)原料氣冷卻器復(fù)熱后去甲醇合成壓縮工段。來自熱再生塔經(jīng)多次冷卻的貧甲醇進(jìn)人CO2吸收塔頂作為洗滌液。中間二次引出甲醇液用氨冷器冷卻以降低由于溶解熱產(chǎn)生的溫升。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分進(jìn)入閃蒸罐;另一部分溶液經(jīng)氨冷器冷卻后回流進(jìn)入脫硫段以吸收變換氣中的H2S和COS，自塔底出來的含硫富液進(jìn)入含硫甲醇閃蒸罐。從閃蒸罐底部分別產(chǎn)生的無硫甲醇富液和含硫甲醇富液進(jìn)入H2S濃縮塔汽提。塔底加入的氮?dú)鈱O2汽提出塔頂，然后經(jīng)尾氣冷卻器回收冷量后高點(diǎn)放空。富H2S甲醇液自H2S濃縮塔底出來后進(jìn)熱再生塔給料泵加壓，甲醇貧液冷卻器換熱升溫后進(jìn)入熱再生塔頂部。甲醇中殘存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的熱量進(jìn)行熱再生，混合氣出塔頂經(jīng)多級(jí)冷卻分離，甲醇一級(jí)冷凝液回流，二級(jí)冷凝液經(jīng)換熱進(jìn)入H2S濃縮塔底部。分離出的酸性氣體去硫回收單元。從原料氣分離器和甲醇再生塔底出來的甲醇水溶液經(jīng)泵加壓后進(jìn)入甲醇水分離塔，分離甲醇和水。塔頂出來的氣體送到甲醇再生塔中部。塔底出來的廢水送煤漿制備工序或去污水處理系統(tǒng)。

2 低溫甲醇洗工藝系統(tǒng)甲醇消耗高的原因分析及改進(jìn)優(yōu)化

低溫甲醇洗工藝系統(tǒng)甲醇消耗的主要途徑:(1)甲醇被出CO2吸收塔頂?shù)墓に嚉鈯A帶走。(2)甲醇被出H2S濃縮塔的CO2尾氣夾帶走。(3)甲醇被出熱再生塔的酸性氣夾帶到硫回收單元。(4)甲醇被出甲醇水分離塔底的廢水帶走。(5)CO2吸收塔進(jìn)料貧甲醇泵出口水冷器泄漏，由于泵出口壓力遠(yuǎn)大于循環(huán)水側(cè)壓力，甲醇漏入循環(huán)水，造成甲醇消耗。(6)裝置跑冒滴漏。下面針對(duì)不同的消耗途徑進(jìn)行原因分析，并進(jìn)行工藝優(yōu)化或技術(shù)改進(jìn)。

2．1 甲醇被出CO2吸收塔頂?shù)膬艋瘹鈯A帶走

在日常運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)低溫甲醇洗系統(tǒng)甲醇消耗過大，若判斷甲醇被出CO2吸收塔頂?shù)墓に嚉鈯A帶走，應(yīng)對(duì)出CO2吸收塔頂?shù)墓に嚉膺M(jìn)行取樣，分析工藝氣中的甲醇含量。工藝包中出CO2吸收塔頂?shù)膬艋瘹庵蠧H3OH＜1．52×10－4，若分析發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)大于1．52×10－4，那么甲醇被出CO2吸收塔頂?shù)膬艋瘹鈯A帶走。首先進(jìn)行工藝優(yōu)化，降低進(jìn)塔氣中的一氧化碳的濃度，降低一氧化碳的分壓，進(jìn)而降低塔壓差;同時(shí)將CO2吸收塔頂?shù)膲毫刂铺岣?．05 MPa，進(jìn) CO2吸收塔的貧甲醇溫度降低2℃，加大CO2吸收塔下塔循環(huán)量，這樣可以提高甲醇的吸收能力，甲醇的重度增加，從而減少凈化氣夾帶甲醇。如果通過工藝優(yōu)化還無法解決甲醇消耗的問題，應(yīng)從設(shè)備角度著手，依次排查吸收塔塔頂除沫器是否損壞，檢查塔盤是否很臟，檢查塔盤浮閥是否脫落，檢查塔內(nèi)洗滌甲醇分布器，檢查富甲醇冷卻器是否內(nèi)漏，檢查段間甲醇冷卻器是否堵塞或流動(dòng)不暢造成泛塔。

2．2 甲醇被出H2 S濃縮塔的CO2尾氣夾帶走

在日常運(yùn)行中判斷CO2尾氣夾帶甲醇，應(yīng)分析H2S濃縮塔的CO2尾氣，若尾氣中CH3OH遠(yuǎn)大于0．0416%，則認(rèn)為系統(tǒng)甲醇被尾氣夾帶。首先進(jìn)行工藝優(yōu)化，將H2S濃縮塔的操作壓力從0．07 MPa提高到0．09 MPa，從而減少甲醇蒸發(fā);若甲醇消耗的問題仍得不到解決，將汽提氮量從11000 Nm3減少到10000 Nm3。如果通過工藝優(yōu)化還無法解決甲醇消耗的問題，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)改造，在尾氣管線增加旋風(fēng)尾氣分離器，將尾氣中夾帶的甲醇分離出來，將分離的甲醇用泵加壓后重新返回系統(tǒng)。

2．3 甲醇被出熱再生塔的酸性氣夾帶到硫回收單元

在日常運(yùn)行中判斷酸性氣夾帶甲醇，應(yīng)分析酸性氣成分，若酸性氣中CH3OH遠(yuǎn)大于0．1190%，則認(rèn)為系統(tǒng)甲醇被酸性氣夾帶。首先進(jìn)行工藝優(yōu)化，將熱再生塔的操作壓力從0．22 MPa提高到0．25 MPa，從而減少甲醇蒸發(fā);若甲醇消耗的問題仍得不到解決，將熱再生塔的出口水冷器的溫度從50℃降低到45℃，讓更多的甲醇重新回到熱再生塔;增大H2S餾份氨冷器的液氨供給，降低出H2S餾份氨冷器的溫度，讓更多的甲醇在H2S餾份分離罐分離下來。從而減少帶入硫回收工段的甲醇。

2．4 甲醇被出甲醇水分離塔底的廢水帶走

影響甲醇水分離塔廢水中甲醇超標(biāo)的原因是多方面的，主要從進(jìn)料量，進(jìn)料溫度，回流量，進(jìn)料組成，操作壓力，蒸汽壓力及溫度，靈敏板溫度，塔底溫度等因素。在日常運(yùn)行中判斷分析甲醇水分離塔廢水甲醇含量大于1．00×10－4，則認(rèn)為廢水中甲醇超標(biāo)，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加再沸器蒸汽量，將甲醇水分離塔19塊塔板溫度從137℃提高到140℃。設(shè)備方面主要從塔板是否被有機(jī)聚合物堵塞，塔盤是否脫落，塔底再沸器是否泄漏，影響塔內(nèi)介質(zhì)的傳質(zhì)傳熱。在實(shí)際操作中要具體問題具體對(duì)待。

2．5 CO2吸收塔進(jìn)料貧甲醇泵出口水冷器泄漏

在日常運(yùn)行中判斷CO2吸收塔進(jìn)料貧甲醇泵出口水冷器是否泄漏，應(yīng)分析循環(huán)上回水中COD和CH3OH，若分析到貧甲醇泵出口水冷器循環(huán)上水中COD和CH3OH均為0，循環(huán)回水中 CH3OH 達(dá)到1．00×10－4，COD 達(dá)到100 mg/m3，則認(rèn)為 CO2吸收塔進(jìn)料貧甲醇泵出口水冷器泄漏。應(yīng)將低溫甲醇洗工段停車，對(duì)CO2吸收塔進(jìn)料貧甲醇泵出口水冷器打壓查漏補(bǔ)焊?？紤]到貧甲醇泵出口壓力在8．5 MPa，循環(huán)水壓力為0．4 MPa，貧甲醇泵出口水冷器壓差太大，出現(xiàn)多次泄漏增加開停車次數(shù)，也可以進(jìn)行技術(shù)改造，將水冷器由貧甲醇泵的出口改造到貧甲醇泵的入口，因?yàn)樨毤状急玫娜肟谥挥?．1 MPa的壓力，避免了水冷器換熱管內(nèi)外壁壓差過大容易泄漏的問題。

2．6 裝置的跑冒滴漏

在日常運(yùn)行中應(yīng)增強(qiáng)員工的責(zé)任心，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，做到不超壓，不超負(fù)荷運(yùn)行，并保證有毒有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)投用有效。加強(qiáng)日?，F(xiàn)場(chǎng)巡檢質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)并及時(shí)處理。在每次開車前應(yīng)做氣密性試驗(yàn)，并檢查安全閥是否內(nèi)漏，各塔罐、泵體底部導(dǎo)淋盲板是否導(dǎo)盲，以減少甲醇損失。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著煤制甲醇，煤制天然氣，煤制油的不斷發(fā)展，低溫甲醇洗是大型煤化工項(xiàng)目脫除酸性氣的首選技術(shù)。通過對(duì)低溫甲醇洗加強(qiáng)過程分析、工藝優(yōu)化和技術(shù)改進(jìn)，降低了低溫甲醇洗工藝的系統(tǒng)甲醇消耗，將系統(tǒng)甲醇消耗降到設(shè)計(jì)值生產(chǎn)噸甲醇消耗甲醇1．5 kg，達(dá)到了節(jié)能減排和綠色環(huán)保的目的。