低温甲醇洗装置甲醇消耗探究

低温甲醇洗装置甲醇消耗探究

谢亚奇

内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰025350

摘要：甲醇洗装置主要用于粗煤气的净化，以及脱除粗煤气中酸气的功能。该技术应用有很强的净化效果，其脱除气体技术也逐渐趋于成熟，然而，在实际的应用中，低温甲醇洗装置甲醇消耗量较大，甲醇消耗过高是影响甲醇洗装置应用的主要问题之一。本文基于低温甲醇洗装置的甲醇消耗问题，以及如何控制甲醇消耗进行研究，从而得出结论。

关键词：低温；甲醇洗装置；甲醇消耗

引言：甲醇洗装置主要用于粗煤气的净化，以及脱除粗煤气中酸气的功能。该技术应用有很强的净化效果，其脱除气体技术也逐渐趋于成熟，然而，在实际的应用中，低温甲醇洗装置甲醇消耗量较大，甲醇消耗过高是影响甲醇洗装置应用的主要问题之一。本文基于低温甲醇洗装置的甲醇消耗问题，以及如何控制甲醇消耗进行研究，从而得出结论。

1、工艺概述

内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司合成装置低温甲醇洗工艺，采用鲁奇九塔专利技术，化二院设计工艺。来自变换工段的变换气经换热器降温后依次进入H2S吸收塔（K001）、CO2吸收塔（K002）进行酸性气脱除。变换气经过H2S吸收塔（K001）预洗段首先脱除变换气中水分、石脑油、HCN、有机硫及高分子化合物，进入H2S吸收塔（K001）主洗段、CO2吸收塔（K002）脱除硫化物、CO2。吸收液经中、低压减压闪蒸、氮气汽提等方式得到尾气，尾气回收冷量并经水洗回收甲醇后放空。吸收液经热再生塔再生循环，制备、浓缩的含H2S≥30%以上的酸性气送硫回收装置。系统中23台换热器组成的换热网络用以回收冷量，并保证必要的工艺条件。通过低温甲醇对变换气进行选择性吸收，制得CO2≤1.5%，总S≤0.2ppm合格净化气，送往合成装置。

甲醇损耗为低温甲醇洗装置的主要消耗之一，国内现行部分同类装置曾出现甲醇损耗过高甚至影响生产运行的情况，所以是装置节能降耗的主要方向之一。另外，甲醇为有毒有害物质，其跑冒滴漏或无序排放将会造成环境污染。本文分别从净化气、尾气、CO2、酸性气、外排废水、装置检维修等方面分析本装置甲醇损耗情况。同时，为了做好事前防范，通过积极借鉴同行的先进经验，在本装置安装、预试车阶段采取了相应措施。

2、甲醇洗装置甲醇消耗高原因

2.1、装置消耗高其他原因

在甲醇洗装置运行中，造成甲醇消耗过多的原因比较复杂，上述问题是从装置设置角度进行分析，从操作以及运行环境进行分析。若装置中变换气温度较高，在净化气外送后，会导致净化气中携带大量甲醇。除此之外，甲醇装置冷量损失严重，会导致循环过程中的甲醇温度升高，致使甲醇消耗过大。另外，在浓缩段物料分配中，若分配不均匀，会导致装置出现液泛现象，同时，塔底气提氮量不足，导致其出现甲醇过度消耗，影响装置的净化效果。在硫回收装置中，若酸性气温度偏高，会产生甲醇蒸汽回收率过低，导致酸气中携带大量的甲醇。最后，装置负荷情况也是影响甲醇消耗的因素之一，长期的过载负荷，会导致甲醇洗装置出现问题，影响甲醇的消耗量。

2.2、生产问题

当前的低温甲醇洗装置在运行过程中，设计人员所计算的最大甲醇消耗量为97.5kg/h，即在每日的生产过程中甲醇消耗量最大为2.34t。但是，在实际生产过程中发现，甲醇消耗量每日可达9.68t，大大超过了装置的设计最大消耗量，对于设备造成了较大的运行压力，也影响了装置在生产中的经济效益。从原理上进行分析，装置在生产中出现甲醇消耗过多的原因是气体夹带现象的出现。低温甲醇洗装置是通过低温之下。甲醇对酸性气体的溶解度大，对氢气和一氧化碳气体溶解度小的问题来实现对煤化工项目中产生的酸性气体进行脱除净化。若是在处理过程中，装置净化气体含有合成气或是循环气，都会在装置运行中致使设备中甲醇被带出，从而增大装置甲醇消耗量。

2.3、酸性气夹带

本装置热再生塔产生的酸性气先冷却至-32℃左右，气液分离后，再复热至常温送克劳斯硫回收装置。当酸性气冷却温度不够低、气液分离罐液位过高时，均会导致甲醇被带出系统的量增多，造成甲醇损耗增大。另外，因装置进料气中的NH3在甲醇中的积累，对洗涤塔的洗气和循环甲醇的再生均不利，需不定期排放酸性气以除NH3，由于是在酸性气未冷却前排放，排放的酸性气温度较高，夹带甲醇较多，故此条线的甲醇损耗应引起注意。

3、降低甲醇损耗采取的措施

3.1、净化气控制措施

从净化气角度出发，减少净化气外送时甲醇的携带量，需要对装置运行温度进行控制。主要有以下几点控制措施，首先，需要将变换气温度控制在34℃左右，以上温度是甲醇洗涤塔净化最佳温度，可减少温度对装置影响，并提高甲醇的气体吸解能力，减少净化气的甲醇携带量。其次，可提高丙烯压缩机的荷载力，确保装置中的水冷器、换热器具有很强的制冷以及换热效果，可降低甲醇的温度，提高甲醇的流量和甲醇装置的利用效率。另外，在装置负荷运行时，需要保持甲醇流量的缓慢性、平稳性，避免出现大范围的流量浮动，需保障装置内塔盘的传质稳定，实现对甲醇物质的科学控制。最后，要定期对装置进行检修，检查塔顶除沫器情况，保障其处于完好的状态，避免其在运行过程中，外送净化气体携带甲醇。

3.2、生产问题解决措施

在实际生产过程中，低温甲醇洗系统在设计上的最低温度为-56℃，实际生产中最低温度为-65℃，保证生产低温的设备主要是丙烯冰机，一般在生产中处于高负荷运行状态，且能耗较大，不利于生产的经济性。同时，生产中产生的尾气存在冷量回收不足的问题，造成设备之中温度无法满足设计需求，影响生产效益。冷量消耗问题使得设备的性能和运行效率大大降低，且长时间运行容易出现安全事故。

3.3、酸性气体控制措施

针对酸性气体中甲醇携带情况，可通过控制装置再生塔的压力，保持塔顶温度以及塔底温度，使其处于稳定的状态。与此同时，塔顶的水冷器以及丙烯冷凝器负荷程度也要给予一定控制，保障其热换效率，使其能够彻底冷凝，实现对酸性气体中的甲醇蒸汽的科学分离。最后，需对甲醇洗装置中回流槽以及酸性气分离器液位进行控制，对液位控制系统进行校对，避免其出现液位假指示，导致调控故障等情况出现。

3.4、装置开停车控制措施

A.在系统开停车时，应合理控制高、低压充氮阀的开度，尽可能减少由于放空造成甲醇损失。B.在系统开车时，根据实际运行经验，一般将甲醇循环建立的初始时间安排在变换工段开始导气前24小时左右，缩短低温甲醇洗系统导气前的空载时间，减少甲醇消耗。C.系统停车时，甲醇再生合格后（约8小时），应尽快停止甲醇循环，缩短低温甲醇洗系统空载时间，减少甲醇消耗。D.系统停车时，在甲醇再生期间，确保酸性气深冷器W016的正常投用，防止放空酸性气温度偏高，带走大量甲醇。

结束语

经过前期试车阶段的技术改造以及之后正常生产运行期间持续的工艺调整优化，低温甲醇洗装置2017年全年平均甲醇消耗为17.8kg／h，明显低于设计保证值24kg／h。由此可见，本装置甲醇消耗得到了较好的控制。通过分析、总结开车以来的经验和教训，为装置下一步的挖潜增效提供了思路和方向。

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