武戊良

(甘肃林业职业技术学院，甘肃天水 741020)

随着人们对环保的意识不断增强，煤化工领域也向着绿色环保节能的方向发展。常用的气体净化的方法主要有物理吸收和化学吸收。其中物理吸收是利用粗煤气中硫化氢、硫氧化碳、二氧化碳等能溶解于水或某些有机溶剂的特性，采用水洗工艺，碳酸丙烯酯工艺，低温甲醇洗工艺等。本文探讨的低温甲醇洗工艺利用低温高压下酸性气体在甲醇中的溶解度很大，甲醇循环量小，动力消耗大;净化度高，出CO2吸收塔的工艺气中 CO2为8．0 ×10－6，S ＜0．05 ×10－6，CH3OH 为 1．0 ×10－5，不含水;选择性好，有效气体损失很少;容易再生，减压后溶解气体逐渐解析回收，甲醇廉价易得并可以循环使用等优点，被煤化工领域广泛使用。但在实际运行过程中也存在系统甲醇消耗过大的问题，需要我们分析探讨，并提出技术改进和优化，使该工艺更环保更节能。

1 低温甲醇洗工艺简介

一年产60万t的煤制甲醇装置，脱硫脱碳工段采用大连理工大学的低温甲醇洗技术，工艺流程为:来自变换的变换气进入低温甲醇洗，经过进料气冷却器、分离器进入CO2吸收塔脱硫脱碳段，依次脱除H2S、COS和CO2后经一级原料气冷却器，二级原料气冷却器复热后去甲醇合成压缩工段。来自热再生塔经多次冷却的贫甲醇进人CO2吸收塔顶作为洗涤液。中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热产生的温升。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分进入闪蒸罐;另一部分溶液经氨冷器冷却后回流进入脱硫段以吸收变换气中的H2S和COS，自塔底出来的含硫富液进入含硫甲醇闪蒸罐。从闪蒸罐底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔汽提。塔底加入的氮气将CO2汽提出塔顶，然后经尾气冷却器回收冷量后高点放空。富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压，甲醇贫液冷却器换热升温后进入热再生塔顶部。甲醇中残存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的热量进行热再生，混合气出塔顶经多级冷却分离，甲醇一级冷凝液回流，二级冷凝液经换热进入H2S浓缩塔底部。分离出的酸性气体去硫回收单元。从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后进入甲醇水分离塔，分离甲醇和水。塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部。塔底出来的废水送煤浆制备工序或去污水处理系统。

2 低温甲醇洗工艺系统甲醇消耗高的原因分析及改进优化

低温甲醇洗工艺系统甲醇消耗的主要途径:(1)甲醇被出CO2吸收塔顶的工艺气夹带走。(2)甲醇被出H2S浓缩塔的CO2尾气夹带走。(3)甲醇被出热再生塔的酸性气夹带到硫回收单元。(4)甲醇被出甲醇水分离塔底的废水带走。(5)CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏，由于泵出口压力远大于循环水侧压力，甲醇漏入循环水，造成甲醇消耗。(6)装置跑冒滴漏。下面针对不同的消耗途径进行原因分析，并进行工艺优化或技术改进。

2．1 甲醇被出CO2吸收塔顶的净化气夹带走

在日常运行中发现低温甲醇洗系统甲醇消耗过大，若判断甲醇被出CO2吸收塔顶的工艺气夹带走，应对出CO2吸收塔顶的工艺气进行取样，分析工艺气中的甲醇含量。工艺包中出CO2吸收塔顶的净化气中CH3OH＜1．52×10－4，若分析发现远大于1．52×10－4，那么甲醇被出CO2吸收塔顶的净化气夹带走。首先进行工艺优化，降低进塔气中的一氧化碳的浓度，降低一氧化碳的分压，进而降低塔压差;同时将CO2吸收塔顶的压力控制提高0．05 MPa，进 CO2吸收塔的贫甲醇温度降低2℃，加大CO2吸收塔下塔循环量，这样可以提高甲醇的吸收能力，甲醇的重度增加，从而减少净化气夹带甲醇。如果通过工艺优化还无法解决甲醇消耗的问题，应从设备角度着手，依次排查吸收塔塔顶除沫器是否损坏，检查塔盘是否很脏，检查塔盘浮阀是否脱落，检查塔内洗涤甲醇分布器，检查富甲醇冷却器是否内漏，检查段间甲醇冷却器是否堵塞或流动不畅造成泛塔。

2．2 甲醇被出H2 S浓缩塔的CO2尾气夹带走

在日常运行中判断CO2尾气夹带甲醇，应分析H2S浓缩塔的CO2尾气，若尾气中CH3OH远大于0．0416%，则认为系统甲醇被尾气夹带。首先进行工艺优化，将H2S浓缩塔的操作压力从0．07 MPa提高到0．09 MPa，从而减少甲醇蒸发;若甲醇消耗的问题仍得不到解决，将汽提氮量从11000 Nm3减少到10000 Nm3。如果通过工艺优化还无法解决甲醇消耗的问题，应进行技术改造，在尾气管线增加旋风尾气分离器，将尾气中夹带的甲醇分离出来，将分离的甲醇用泵加压后重新返回系统。

2．3 甲醇被出热再生塔的酸性气夹带到硫回收单元

在日常运行中判断酸性气夹带甲醇，应分析酸性气成分，若酸性气中CH3OH远大于0．1190%，则认为系统甲醇被酸性气夹带。首先进行工艺优化，将热再生塔的操作压力从0．22 MPa提高到0．25 MPa，从而减少甲醇蒸发;若甲醇消耗的问题仍得不到解决，将热再生塔的出口水冷器的温度从50℃降低到45℃，让更多的甲醇重新回到热再生塔;增大H2S馏份氨冷器的液氨供给，降低出H2S馏份氨冷器的温度，让更多的甲醇在H2S馏份分离罐分离下来。从而减少带入硫回收工段的甲醇。

2．4 甲醇被出甲醇水分离塔底的废水带走

影响甲醇水分离塔废水中甲醇超标的原因是多方面的，主要从进料量，进料温度，回流量，进料组成，操作压力，蒸汽压力及温度，灵敏板温度，塔底温度等因素。在日常运行中判断分析甲醇水分离塔废水甲醇含量大于1．00×10－4，则认为废水中甲醇超标，此时应适当增加再沸器蒸汽量，将甲醇水分离塔19块塔板温度从137℃提高到140℃。设备方面主要从塔板是否被有机聚合物堵塞，塔盘是否脱落，塔底再沸器是否泄漏，影响塔内介质的传质传热。在实际操作中要具体问题具体对待。

2．5 CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏

在日常运行中判断CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器是否泄漏，应分析循环上回水中COD和CH3OH，若分析到贫甲醇泵出口水冷器循环上水中COD和CH3OH均为0，循环回水中 CH3OH 达到1．00×10－4，COD 达到100 mg/m3，则认为 CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏。应将低温甲醇洗工段停车，对CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器打压查漏补焊。考虑到贫甲醇泵出口压力在8．5 MPa，循环水压力为0．4 MPa，贫甲醇泵出口水冷器压差太大，出现多次泄漏增加开停车次数，也可以进行技术改造，将水冷器由贫甲醇泵的出口改造到贫甲醇泵的入口，因为贫甲醇泵的入口只有0．1 MPa的压力，避免了水冷器换热管内外壁压差过大容易泄漏的问题。

2．6 装置的跑冒滴漏

在日常运行中应增强员工的责任心，严格执行操作规程，做到不超压，不超负荷运行，并保证有毒有害气体检测系统投用有效。加强日常现场巡检质量，发现漏点并及时处理。在每次开车前应做气密性试验，并检查安全阀是否内漏，各塔罐、泵体底部导淋盲板是否导盲，以减少甲醇损失。

3 结语

随着煤制甲醇，煤制天然气，煤制油的不断发展，低温甲醇洗是大型煤化工项目脱除酸性气的首选技术。通过对低温甲醇洗加强过程分析、工艺优化和技术改进，降低了低温甲醇洗工艺的系统甲醇消耗，将系统甲醇消耗降到设计值生产吨甲醇消耗甲醇1．5 kg，达到了节能减排和绿色环保的目的。