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摘 要： 摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們逐漸意識到可持續(xù)發(fā)展的重要。隨著人們對環(huán)保的意識不斷增強，煤化工領(lǐng)域也向著綠色環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。常用的氣體凈化的方法主要有物理吸收和化學(xué)吸收。其中物理吸收是利用粗煤氣中硫化氫、硫氧化碳、二氧
摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們逐漸意識到可持續(xù)發(fā)展的重要。隨著人們對環(huán)保的意識不斷增強，煤化工領(lǐng)域也向著綠色環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。常用的氣體凈化的方法主要有物理吸收和化學(xué)吸收。其中物理吸收是利用粗煤氣中硫化氫、硫氧化碳、二氧化碳等能溶解于水或某些有機溶劑的特性，采用水洗工藝，碳酸丙烯酯工藝，低溫甲醇洗工藝等。本文就低溫甲醇洗凈化氣夾帶甲醇原因分析及增產(chǎn)降耗措施展開探討。
關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗;甲醇損耗;優(yōu)化;改進
引言
低溫甲醇洗工藝(RectisolProcess)是20世紀50年代由德國林德公司(Linde)和魯奇(Lurgi)聯(lián)合開發(fā)的一種氣體凈化技術(shù)，以低溫甲醇作為溶劑，通過物理吸收的方法脫除原料氣中的酸性氣體。整個裝置由原料氣冷卻、酸性氣體吸收、吸收劑甲醇溶液再生、甲醇水分離及換熱網(wǎng)絡(luò)組成，廣泛地應(yīng)用于合成甲醇、合成氨、制氫、城市煤氣、天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。
1低溫甲醇洗工藝簡介
一年產(chǎn)100萬噸的煤制甲醇裝置，采用大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗技術(shù)，工藝流程為:來自變換的變換氣進入低溫甲醇洗，經(jīng)過進料氣冷卻器、分離器進入CO2吸收塔脫硫脫碳段，依次脫除H2S、COS和CO2后經(jīng)一級原料氣冷卻器，二級原料氣冷卻器復(fù)熱后去甲醇合成壓縮工段。來自熱再生塔經(jīng)多次冷卻的貧甲醇進人CO2吸收塔頂作為洗滌液。中間二次引出甲醇液用氨冷器冷卻以降低由于溶解熱產(chǎn)生的溫升。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分進入閃蒸罐;另一部分溶液經(jīng)氨冷器冷卻后回流進入脫硫段以吸收變換氣中的H2S和COS，自塔底出來的含硫富液進入含硫甲醇閃蒸罐。從閃蒸罐底部分別產(chǎn)生的無硫甲醇富液和含硫甲醇富液進入H2S濃縮塔汽提。塔底加入的氮氣將CO2汽提出塔頂，然后經(jīng)尾氣冷卻器回收冷量后高點放空。富H2S甲醇液自H2S濃縮塔底出來后進熱再生塔給料泵加壓，甲醇貧液冷卻器換熱升溫后進入熱再生塔頂部。甲醇中殘存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的熱量進行熱再生，混合氣出塔頂經(jīng)多級冷卻分離，甲醇一級冷凝液回流，二級冷凝液經(jīng)換熱進入H2S濃縮塔底部。分離出的酸性氣體去硫回收單元。從原料氣分離器和甲醇再生塔底出來的甲醇水溶液經(jīng)泵加壓后進入甲醇水分離塔，分離甲醇和水。塔頂出來的氣體送到甲醇再生塔中部。塔底出來的廢水送煤漿制備工序或去污水處理系統(tǒng)。
2甲醇溶液消耗高的因素
在低溫甲醇洗裝置中，造成甲醇溶液消耗高的因素主要有以下幾個方面:熱再生塔酸性氣體夾帶、甲醇水分離塔底部廢水夾帶、凈化氣夾帶、再吸收塔尾氣夾帶、含氨的甲醇排放和系統(tǒng)跑冒滴漏，其中主要原因為熱再生塔酸性氣體夾帶及甲醇水分離塔底部廢水夾帶。通過對進硫回收工段的酸性氣分離器調(diào)查發(fā)現(xiàn):酸性氣分離器含有大量的甲醇(約1t/d)，說明熱再生塔酸性氣夾帶是造成甲醇損耗的主要原因。對甲醇水分離塔底部廢水的分析中發(fā)現(xiàn):廢水中甲醇質(zhì)量分數(shù)為0.62%，廢水的排放也造成甲醇損耗過大。
3優(yōu)化和改進措施
3.1改進和優(yōu)化設(shè)備
降低出界區(qū)的氣相中夾帶甲醇的含量，尤其是避免出現(xiàn)氣液夾帶是降低系統(tǒng)甲醇損耗最直接也是最有效的方法。對于CO2吸收塔，可在其塔頂增設(shè)旋流板和絲網(wǎng)除沫器，并保證凈化氣出口與塔板之間有足夠的氣液分離空間來避免氣液夾帶，以降低氣相中甲醇的含量。因為一旦塔頂氣液分離空間不夠，高速流動的氣相可能攜帶過多的甲醇，這些甲醇來不及破沫沉降，并超出了氣相絲網(wǎng)除沫器的除沫能力;特別是系統(tǒng)在高負荷下運行時，這種現(xiàn)象會加劇，成為氣液夾帶的主要原因。國內(nèi)某些裝置開車后，凈化氣夾帶甲醇嚴重，在塔筒體結(jié)構(gòu)不變的前提下，在塔頂增設(shè)旋流板效果明顯。此外，還可以在凈化氣出界區(qū)之前增設(shè)1個氣液分離器，并安裝高效絲網(wǎng)除沫器來進一步分離氣相中夾帶的甲醇，同時可以通過分離罐的液位判斷塔內(nèi)氣液兩相是否充分分離、有無氣液夾帶。實踐證明，通過上述措施可以使凈化氣中的甲醇摩爾分數(shù)控制在50×10-6以內(nèi)。對于CO2產(chǎn)品氣、酸性氣和放空尾氣，同樣可在氣相出口處設(shè)置絲網(wǎng)除沫器等，并保證有足夠的氣液分離空間，來降低氣相中甲醇的含量。
3.2提高水分離塔底部操作溫度，降低廢水中的甲醇夾帶
適當提高水分離塔的操作溫度有利于重組分(水)的富集，降低廢水中的甲醇含量，達到降低甲醇損耗的目的。在水分離塔底部廢水排放時，要求將水分離塔底部溫度提高至140～142℃，廢水中的甲醇質(zhì)量分數(shù)由原0.62%降至0.28%，大大減少了廢水中的甲醇夾帶損耗。
3.3甲醇被出CO2吸收塔頂?shù)膬艋瘹鈯A帶走
在日常運行中發(fā)現(xiàn)低溫甲醇洗系統(tǒng)甲醇消耗過大，若判斷甲醇被出CO2吸收塔頂?shù)墓に嚉鈯A帶走，應(yīng)對出CO2吸收塔頂?shù)墓に嚉膺M行取樣，分析工藝氣中的甲醇含量。工藝包中出CO2吸收塔頂?shù)膬艋瘹庵蠧H3OH<1.52×10-4，若分析發(fā)現(xiàn)遠大于1.52×10-4，那么甲醇被出CO2吸收塔頂?shù)膬艋瘹鈯A帶走。首先進行工藝優(yōu)化，降低進塔氣中的CO的濃度，降低CO的分壓，進而降低塔壓差;同時將CO2吸收塔頂?shù)膲毫刂铺岣?.05MPa，進CO2吸收塔的貧甲醇溫度降低2℃，加大CO2吸收塔下塔循環(huán)量，這樣可以提高甲醇的吸收能力，甲醇的重度增加，從而減少凈化氣夾帶甲醇。如果通過工藝優(yōu)化還無法解決甲醇消耗的問題，應(yīng)從設(shè)備角度著手，依次排查吸收塔塔頂除沫器是否損壞，檢查塔盤是否有附著物，檢查塔盤浮閥是否脫落，檢查塔內(nèi)洗滌甲醇分布器，檢查富甲醇冷卻器是否內(nèi)漏，檢查段間甲醇冷卻器是否堵塞或流動不暢造成泛塔。
3.4防垢劑加量、防垢時間和防垢溫度不變
改變?nèi)芤簆H值：溶液pH值為7～9范圍內(nèi)，防垢率能保持在60%以上。而當pH值大于9時，防垢率隨pH值的增大迅速減小。
3.5CO2吸收塔進料貧甲醇泵出口水冷器泄漏
在日常運行中判斷CO2吸收塔進料貧甲醇泵出口水冷器是否泄漏，應(yīng)分析循環(huán)上回水中COD和CH3OH，若分析到貧甲醇泵出口水冷器循環(huán)上水中COD和CH3OH均為0，循環(huán)回水中CH3OH達到1.00×10-4，COD達到100mg/m3，則認為CO2吸收塔進料貧甲醇泵出口水冷器泄漏。應(yīng)將低溫甲醇洗工段停車，對CO2吸收塔進料貧甲醇泵出口水冷器打壓查漏補焊�？紤]到貧甲醇泵出口壓力在6.0MPa，循環(huán)水壓力為0.4MPa，貧甲醇泵出口水冷器壓差太大，出現(xiàn)多次泄漏增加開停車次數(shù)，也可以進行技術(shù)改造，將水冷器由貧甲醇泵的出口改造到貧甲醇泵的入口，因為貧甲醇泵的入口只有0.1MPa的壓力，避免了水冷器換熱管內(nèi)外壁壓差過大容易泄漏的問題。
結(jié)語
通過工程設(shè)計上不斷的摸索、改進、嘗試和創(chuàng)新，一定會使低溫甲醇洗工藝的甲醇損耗不斷降低，在源頭上為裝置的穩(wěn)定運行和節(jié)能減排奠定基礎(chǔ)。——論文作者：王彬
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