低溫甲醇洗穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素探討

強澤 趙勇

摘 要：低溫甲醇洗工藝用低溫的甲醇作為吸收溶劑，利用高壓、低溫下氣體在甲醇中溶解度不同的特性脫除原料氣中的CO2和H2S。低溫甲醇洗的物理吸收過程遵循亨利定律，由亨利定律可知氣體的分壓越大，其在溶液中的溶解度也越大，所以增加氣體的壓力有利于氣體的吸收，降低氣體的壓力有利于氣體的解吸。甲醇吸收是利用甲醇溶液對CO2和H2S能進行選擇吸收的特性來脫除粗煤氣中雜質(zhì)。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗；穩(wěn)定運行；關(guān)鍵因素

前言

低溫甲醇洗是一種基于物理吸收的氣體凈化方法，以工業(yè)甲醇為吸收劑。該法用甲醇溶劑可同時或分段脫除氣體中的H2S、CO2等酸性組分和各種有機硫化物、NH3、膠質(zhì)及水汽等，能達到很高的凈化度。甲醇對氫、氮、一氧化碳（合成原料）的溶解度相當小，且在溶液降壓閃蒸過程中優(yōu)先解吸，可通過分級閃蒸來回收，有效組分損失很少。下面就影響低溫甲醇洗的因素進行探討。

1 壓力

低溫甲醇洗系統(tǒng)中甲醇吸收效果好壞的關(guān)鍵因素就是甲醇吸收時的壓力，壓力越高甲醇吸收效果越好。在系統(tǒng)正常運行情況下，壓力須在設(shè)定范圍內(nèi)，若其他因素不變，凈煤氣指標有上漲趨勢，首先要將壓力在其基礎(chǔ)上提高10-15KPa，觀察指標情況，若指標沒有變化再考慮其他的因素。

2 溫度

低溫甲醇洗另一重要工藝參數(shù)是甲醇的吸收溫度，不同吸收溫度下各種氣體的溶解度存在較大變化，對酸性氣（CO2、H2S）的吸收和解吸過程，溫度的變化需要考慮吸收劑、吸收介質(zhì)溶解度、吸收后達到效果等因素。對于本課題需要研究的低溫甲醇洗工藝，甲醇在較低溫下對酸性氣進行吸收，吸收過程放熱，可以根據(jù)吸收前后溫度變化判斷吸收效率。

2.1 氨冷器的調(diào)整

（1）氨冷器的進料?？紤]到氨吸收制冷的真空度和循環(huán)水溫度，調(diào)整時不能大幅度的進行調(diào)整和同時幾個都調(diào)整。在正常操作中氨冷器可分開調(diào)整，且以小幅度閥位調(diào)整，確保CO2吸收塔的氨冷器充足時再調(diào)整其他的氨冷器。以保證氨冷器的出口溫度都在設(shè)計范圍以下。

（2）氨冷器液位。要保證氨冷器液位合適才能對系統(tǒng)的甲醇進行降溫，當氨冷器開進料時溫度不降要及時卸料，同時還要保證系統(tǒng)卸料時溫度不能反彈。

（3）低溫甲醇洗系統(tǒng)溫度。系統(tǒng)溫度的調(diào)整還要觀察氨吸收制冷中氣氨的入口溫度。若氣氨的入口溫度已經(jīng)超過設(shè)計值，說明氨冷器冷量已經(jīng)不足，氣氨帶走熱量較多，就要調(diào)整氨冷器，嚴重時還需要抽真空。

2.2 閃蒸冷量的回收

為確保系統(tǒng)冷量的充分回收，可適當加大氣提氮氣的量，同時出低溫甲醇洗系統(tǒng)氣相溫度也需要嚴格控制，包括二氧化碳排放氣、硫化氫富氣。在控制好硫化氫富氣溫度的基礎(chǔ)上再微調(diào)CO2排放氣換熱器的出口溫度，否則會導(dǎo)致冷量沒有回收就損失了，CO2進入甲醇洗滌塔的入口溫度降低，系統(tǒng)溫度反而上漲。

3 循環(huán)量

低溫甲醇洗系統(tǒng)甲醇循環(huán)量的調(diào)節(jié)的前提是系統(tǒng)溫度、系統(tǒng)壓力在設(shè)計值范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)甲醇循環(huán)量與粗煤氣負荷相匹配。在調(diào)整中嚴格控制循環(huán)量，在系統(tǒng)壓力和溫度不變的情況下，若指標上漲需要調(diào)整循環(huán)量時，原則上循環(huán)量的調(diào)整幅度不能過大，否則長時間會導(dǎo)致系統(tǒng)溫度回升。在指標經(jīng)過調(diào)整不能下降時，可適當降負荷調(diào)整，待指標正常后在進行緩慢加負荷操作。

4 水對低溫甲醇洗系統(tǒng)的危害

（1）甲醇溶液中存在水時會降低對二氧化碳和硫化氛的吸收，對吸收塔的效果產(chǎn)生影響，可能使凈化氣達不到凈化指標，經(jīng)驗表明，甲醉中含有5%的水分，相比在無水甲醇中，二氧化碳在這種甲醇中的溶度大約會降低12%，同時硫化氛在甲醇中的溶解度也大幅下降。

（2）由于二氧化碳和硫化氫在溶于水后都中水含量和硫含量。再生溫度過高帶來的影響也很復(fù)雜，首先氣體中含有大量甲醇蒸汽，增加甲醇損失量；其次熱再生塔頂冷凝器、硫化氫富氣加熱器、硫化氫富氣冷卻器、冷凝液換熱器這四組換熱器換熱負荷增加，影響換熱效果；還有熱再生塔回流槽、硫化氫分離器Ⅰ、Ⅱ分離液甲醇量增加。甲醇再生溫度提高，氣相中夾帶甲醇量增加，經(jīng)過水冷器冷凝后甲醇量相應(yīng)增加，而且這股氣體中硫化氫含量達到25%～30%，直接增加熱再生塔回流槽甲醇量，也是增加再生塔回流硫化氫量。硫化氫及有機硫化物經(jīng)過加熱冷凝相變過程，可能會伴有化學(xué)反應(yīng)，生成高沸點硫化物不易脫除，這也是影響貧甲醇硫含量的重要因素。

5 甲醇的純度影響其純度的主要有兩點

5.1 甲醇中水含量

系統(tǒng)水含量來源有粗煤氣帶入、水冷器內(nèi)漏、機泵循環(huán)冷卻水內(nèi)漏、再沸器內(nèi)漏及甲醇水塔精餾操作不穩(wěn)造成的。在操作中應(yīng)盡可能降低0℃級粗煤氣溫度，提高粗煤氣分離器分離效果，提高粗煤氣預(yù)洗甲醇的洗滌量；針對換熱器的內(nèi)漏，在每次檢修中都要進行打壓消漏，正常運行過程中對其進行定期檢測；在操作甲醇水塔中要注意精餾的三要素（進料位置、底部熱量、塔頂回流），調(diào)節(jié)時注意塔的壓差和溫度的梯度變化，如果頂部溫度高，要及時進行調(diào)整，要防止甲醇水塔液泛進入主洗系統(tǒng)導(dǎo)致水含量升高，這樣將降低甲醇的吸收效率，并增加動力消耗，同時制約生產(chǎn)負荷的增加。因此在操作甲醇精餾塔中除了控制甲醇水塔底部的加堿量和堿的濃度，還要根據(jù)煤質(zhì)情況定期進行檢修，清除塔內(nèi)雜質(zhì)，檢查塔盤浮閥是否脫落，提高塔盤效率，保證甲醇再生質(zhì)量。根據(jù)目前操作情況看，精餾塔操作穩(wěn)定，水含量能控制在1.5%以下。

5.2 甲醇中的油含量

油含量主要來源于粗煤氣中夾帶的石腦油?？刂葡到y(tǒng)油含量除了萃取就在于共沸塔的操作，為確保油能夠除去，主要有兩點：一方面比重控制好，比重主要是甲醇與水的比例控制在1：1，甲醇與預(yù)洗甲醇洗滌量、緩沖罐和預(yù)洗甲醇儲槽進來的甲醇液有關(guān)，要根據(jù)甲醇液的總量進行適當配比軟水，通過比重大小調(diào)節(jié)脫鹽水量，同時還要保證萃取液的連續(xù)均勻的進入萃取器進行萃取確保其萃取效果；另一方面共沸塔的操作，主要是進料穩(wěn)定、液位不能過滿或過低，操作期間嚴格控制底部溫度，塔頂溫度和回流的調(diào)節(jié)，同時注意塔壓變化情況。在液位能維持平衡的情況下，適當加大塔底蒸汽量盡可能將沒有萃取出的石腦油通過塔頂進行蒸出去，防止進入精餾塔從而進入主洗系統(tǒng)。

5.3 主洗系統(tǒng)再生甲醇的質(zhì)量

在操作過程中要確保主洗甲醇閃蒸好就要控制好氣提氮氣的流量，盡可能的把甲醇中的氣體釋放出來，同時要穩(wěn)定熱再生塔再沸器蒸汽量和再生壓力，保證熱再生塔底部甲醇溫度，熱再生塔塔盤清洗液按設(shè)計量投用。

6 結(jié)束語

通過對影響低溫甲醇洗工藝因素的分析，對重要的幾個因素進行合理的調(diào)整，改變以前粗略的操作思路，促進粗煤氣氣體吸收和解吸，使凈煤氣中CO2、H2S、CH3OH指標得到有效控制，能夠滿足后續(xù)冷箱進氣量的要求。

參考文獻

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