改造低温甲醇洗装置，降低净煤气中二氧化碳含量

2015-03-13乔景红

化学工程师 2015年5期

乔景红

（河南煤气化公司义马气化厂，河南义马472300）

为了适应市场需求，我厂将由生产城市煤气，改为生产天然气，并联产醋酸、甲醇、氨、硝氨等一系列新产品。为了满足新产品的需要，需要将净煤气中的CO2指标由1%～3%降至20mg·kg-1以下，改造低温甲醇洗装置，并辅以新的操作思路，降低净煤气中的CO2含量。

1 流程简介[1]

义马气化厂低温甲醇洗装置主要采用德国鲁奇低温甲醇洗的9 塔工艺流程，主洗系统采用的是5 塔流程。K01（H2S 吸收塔）塔和K02（CO2吸收塔）塔是将从气化过来的粗煤气中的CO2、H2S、有机硫、HCN、石脑油、水以及其它杂质脱除，生产出合格的净煤气；K03 塔是CO2闪蒸塔，是将吸收完CO2的甲醇经过闪蒸再生释放出CO2，得到贫甲醇吸收液；K04 塔是H2S 浓缩塔，该塔主要是闪蒸出CO2，并浓缩H2S；K05 塔是热再生塔，主要将H2S 浓缩塔的甲醇液经过加热使H2S 再生出来，再生后的精甲醇作为CO2吸收塔的吸收液，以保证净煤气指标达到设计值。

2 改造措施

K02 塔为CO2吸收塔，分3 段吸收，在精洗段的顶部喷入-38℃的甲醇贫液以最后脱除净煤气中的硫化物和CO2，为了将净煤气中的CO2指标由1%～3%降至20mg·kg-1以下，降低精甲醇的温度到-45℃是保证净煤气指标合格的必要条件[2]，为了降低精甲醇的温度，对低温甲醇洗装置进行如下改造：

（1）将贫富液换热器W012A/B前新增一组W012 L/M，目的是将W012 出口贫甲醇温度CT036 降至-38℃（未增加W012L/M前，W012 贫甲醇出口温度设计值也是-38℃，实际生产中为-30℃）

表1 增加贫富液换热器后的温度对比Tab.1 Temperature contrast adding poor-rich liquid exchanger

从表1 可以看出，新增一组换热器后，冷量回收效果较好，出冷端的贫甲醇温度降到了设计值以下-40.0℃。

（2）新增一台甲醇贫液/甲醇半贫液换热器W023，即进入K02 塔精洗段的甲醇贫液与进入K02 塔主洗段的甲醇半贫液换热，使进入K02 塔的甲醇贫液温度由-38℃降至-45℃，目的是进一步提高甲醇贫液的吸收能力。经实际生产运行，增加W23 换热器后，精洗段贫甲醇的温度平均降到-47℃，达到了改造设计的要求。

（3）新增W01R 与W01 并联，将出净化界区的净煤气温度由10℃升高到18℃，管程出口粗煤气温度由原来的23℃降低到18℃，目的是进一步回收净煤气中的冷量，减少吸收制冷供氨量。经实际生产运行，将粗煤气温度降到了平均17.5℃，达到了改造设计的要求。

（4）为了提高系统的清洁度，在入K05 热再生塔前增加了过滤器，将系统的煤粉，通过过滤器滤出，当过滤器压差升高时，及时清洗过滤器，保证系统的清洁，同时也提高了各个换热器的换热效果。

3 优化操作

根据甲醇对粗煤气吸收的几个要素进行调整，优化操作：

（1）提高系统吸收压力，压力越高甲醇吸收效果越好当净煤气中的CO2指标控制在1%～3%时，系统压力的控制在2200kPa，以粗煤气调节阀控制系统压力，与生产部协调，改用净煤气控制系统压力，系统压力PV007 控制在2450kPa 以上，如净煤气全进冷箱期间，系统压力低时微关净煤气至冷箱调节阀，提高系统压力；或者通过加粗煤气负荷提高系统压力。如部分净煤气进冷箱、部分净煤气进甲醇合成，系统压力低时需要关净煤气进冷箱的阀门或关进甲醇合成的阀门来提高系统压力。

（2）增加气体氮量，提高半贫甲醇的纯度[2]通过提高K03 塔Ⅲ段、K04 塔Ⅱ段的气提氮量（目前在同样负荷下，气提氮的量是原先的1.5 倍），提高闪蒸液的闪蒸效果，且闪蒸液的纯度增加，贫液、半贫液洗涤的循环量降低，闪蒸液的饱和度增加，闪蒸冷量增加，使闪蒸液的温度比以前降低了5～7℃，使低温甲醇洗整个系统温度明显降低，循环量的匹配比设计值略低。