低温甲醇洗工艺甲醇消耗高研究及优化

孙健 薛海峰

陕西长青能源化工有限公司，宝鸡市 721000

摘 要：低温甲醇洗净化法是由德国Linde公司和Lurgi公司在20世纪50年代共同开发的一种气体净化技术，其原理是酸性气体会在低温甲醇吸收溶剂中呈现出良好的溶解性，尽可能的实现脱除原料中的酸性气体。目前广泛应用于煤制甲醇与煤制天然气等领域中，本文中将分析了甲醇消耗高的问题，通过工艺系统的改进可以降低甲醇的消耗，同时也可以改善对区域内环境的影响，增强系统的功能性和稳定性。

关键词：低温甲醇洗工艺；技术改进；工艺优化

0前 言

甲醇是一种非常重要的碳一化学基础产品，在化学工业研究中占据着非常重要的地位，目前被广泛用于甲醇燃料、汽油添加剂等生产制作。近些年随着生产技术和生产装置的更替，越来越多的厂区面都临着低温甲醇洗工艺技术改进的问题。在实际改进过程中需要对工厂原有的低温甲醇洗工艺进行模拟，确保模拟与实际相吻合，在确保物性方法合理的前提下对工厂初期的工艺流程进行分析，提出合适改进方案。改进的目的是为了减少甲醇的消耗，以及再生塔与甲醇水分离塔再沸器在运行期间的负荷。在本文中所提出的改造方案不仅切实可行，还可以降低成本投资，为厂区工程改造提供有效的指导意见。

1低温甲醇工艺简介

1. 低温甲醇洗在原理上划分，属于一种物理吸收法。我公司煤制甲醇装置采用德国林德公司的“低温甲醇洗”专利工艺，其作用是将变换气中的H₂S、COS等对甲醇合成有害的气体脱除掉，同时需要脱除合成气中大部分CO₂，使出低温甲醇洗工序的甲醇合成净化气中总硫≤0.1ppm，CO₂达到2.0～4.0％，以满足甲醇合成的要求；同时对装置内H₂S浓缩塔解吸的酸气进行浓缩，使H₂S浓度≥20%，送硫回收工段进行回收处理。

2 低温甲醇洗工艺甲醇消耗主要因素

在低温甲醇洗工艺中，影响装置甲醇消耗最主要的方面是工艺控制指标因素。通过对本系统工艺进行分析总结，引起甲醇损失的主要因素如下。

2.1尾气洗涤塔尾气排放

从富甲醇中解吸出来的CO₂成为尾气以0.205MPa(a)，－65℃离开硫化氢硫化氢浓缩塔，CO₂含量达88.5%，N₂ 10.98％，流量为10万Nm3/h。经两级换热器回收冷量后以31℃进入尾气洗涤塔，通过脱盐水洗涤尾气中夹带的甲醇，使尾气达到环保排放标准后送尾气烟囱。正常生产中，要求排放尾气中甲醇≤190mg/Nm³。

2.2热再生塔酸性气排放

从热再生塔塔顶出来的气体经过一系列冷却、分离送入克劳斯装置温度为34.2℃，压力为0.26 MPa(a)，流量为1564Nm³/h(2807kg/h)，经过实际取样分析对比此酸性气体含甲醇3.2%。另外为了保持平衡系统中的氨含量，避免氨含量超标出现碳铵结晶，造成管道以及换热器出现堵塞，以此来影响到正常的工艺生产。需要通过热再生塔C2204酸性气排氨管线排掉部分氨气，此操作也会排掉少量甲醇，造成甲醇消耗高。

2.3甲醇水分离塔废水排放

由甲醇水分离塔塔底分离的废水经过废水换热器冷却后温度降至43.3℃，流量为1835Kg/h送出界区。正常生产中，要求排放废水中甲醇≤0.1%。

2.4甲醇洗涤塔净化气

在生产负荷不变情况下，低温甲醇洗所需要的冷量基本是固定，当出现变换气温度高或者丙烯压缩机的负荷严重不足时，导致低温甲醇洗装置冷量缺失，会使得出甲醇洗涤塔塔顶的净化气温度及其甲醇饱和蒸汽的平衡分压保持在较高水平，最终很有可能会导致净化气中甲醇含量增大。

3降低甲醇消耗的优化措施

3.1随着系统缓慢温度升高如净化气、硫化氢浓缩塔尾气以及热再生塔酸性气体中会带走一部分甲醇蒸汽，这会降低该气体分压，为了避免该现象的发生，需要在实际操作中，应加大丙烯制冷系统负荷，通过降低甲醇以及酸性气体的温度以此来降低净化气、尾气、酸性气体的中甲醇蒸汽的饱和蒸汽压，以此来降低所带走的甲醇含量。

3.2由于塔、罐存在气液分离，也会造成甲醇的消耗。为了缓解该问题，需要关注各塔压差，以此来减少携带走甲醇的含量，为此设计过程中需要增设旋流板以及丝网除沫器，确保甲醇洗涤塔与塔盘间有充足空间来净化气体，避免携带走更多的甲醇蒸汽；热再生塔、硫化氢浓缩塔等都需要增设这种丝网除沫器。

4低温甲醇工艺系统优化措施

4.1工艺气取样点改造。工艺气取样点在取样期间很容易因为有害气体的逃逸，产生异味，取样期间若是想要有意的进行环保控制难度较大，为此我公司会通过增加取样置换管线，预洗净化气、酸性气等装置的取样点进行改造，通过密闭取样方式，以此来提升采样的精准性，避免对周围环境造成一定的污染。

4.2槽罐放空管线改造。甲醇泵机封罐和富甲醇过滤器放空设计采用到就地排放的方法，因系统可以排除一定量的甲醇以及少量的酸性气体，造成H

₂S溢出，对周围空气造成污染，甲醇泵机封罐和富甲醇过滤器放空管线上增设去甲醇收集槽管线，从而有效的控制异味的散发。

4.3热再生塔回流泵排气管改造设计。以甲醇液体为主的再生塔回流中H₂S和NH₃含量控制在8000-10000mg/L，回流泵排气过程中，现场所排放的污甲醇其为浓度较大，会对区域内环境造成一定的影响，若想要彻底消除甲醇气味所带来的影响。需要将热再生塔回流泵排气管线改为密相排放，并将其引入到地下，设置成为地下管网，通过这种改造可以有效的实现对回流泵气味的控制。

4 结 语

低温甲醇洗系统是煤化工装置过程中工艺流程较长的环节，在工艺参数调整以及环保管控难度都比较大，为了紧抓工艺主线，不断地积累工艺经验，找准物料于冷量间的平衡点，确保整个系统运行的稳定性，尤其是通过改造满足各项关键指标参数，在自动控制系统的帮助下，实现甲醇消耗的最低化。

参考文献：

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