焦爐煤氣制甲醇系統濕脫硫工藝改進

摘 要：針對焦爐煤氣制甲醇裝置存在的壓縮機易堵塞和夏季打氣量偏低的問題進行探討，通過實施增加焦炭過濾器和橫管冷卻器的改造，對甲醇濕脫硫工藝進行了有效的改進與完善，取得良好效果，既保護了系統主要設備，又可實現甲醇日增產量10噸左右，獲得了一定經濟效益。

關鍵詞：焦爐煤氣；甲醇；濕脫硫；工藝改進

唐山中潤煤化工有限公司（以下簡稱中潤公司）是開灤集團公司發展轉型的試點企業，重點走煤-焦-化的發展思路，建設項目有220萬噸/年焦化系統、20萬噸/年焦爐煤氣制甲醇系統、20萬噸/年的粗苯加氫精制系統，其中，甲醇系統利用焦化富余的焦爐煤氣為原料，采用純氧轉化、低壓合成、三塔精餾工藝，項目一次設計，分期建設，一二期工程分別于2007年和2009年建成投產，項目在過去幾年的運行中，公司對裝置實施了一系列的技術改造和工藝優化，取得了不錯的運行效果，同時，也出現了一些新的問題，文章就焦爐氣壓縮機易堵塞氣閥和系統夏季打氣量低的問題進行研究，并通過實施相應的技術改造，解決現存問題。

1 系統基本工藝和現存基本問題

1.1 濕脫硫基本工藝

公司焦爐煤氣制甲醇項目濕脫硫采用酸堿反應工藝，主要脫除進系統焦爐煤氣中的硫化氫，煤氣從氣柜送來后，壓力0.02MPa，溫度25-40℃，直接進入脫硫塔下部與塔頂噴淋下來的脫硫貧液逆流接觸，發生脫硫液中的碳酸鈉與硫化氫的化學反應，經過洗滌的焦爐氣將硫化氫脫除至20mg/m3后送往焦爐氣壓縮機，脫硫液經噴射氧化再生槽系統得到再生，進行循環使用，再生得到的硫泡沫，經熔硫釜系統生產出硫單質。

1.2 現存主要問題

（1）焦爐氣壓縮機容易堵塞氣閥。系統焦爐器壓縮機采用的屬往復式壓縮機，在運行過程中，存在堵塞氣閥的問題，需要定期檢修，必須設置備機，在備機不充分的情況下可能造成不能滿負荷生產，致使甲醇產品產量的降低，影響公司經濟效益。

（2）夏季焦爐氣壓縮機打氣量偏低。夏季，整套裝置水冷器換熱效果不理想，機組的穩定運行受到嚴重影響，且壓縮機的進氣、排氣溫度偏高，壓縮機打氣量偏低，進而影響甲醇合成。

2 問題分析

（1）由于焦爐氣經過凈化處理、氣柜緩沖后，仍存在帶油水嚴重的問題，經過甲醇濕法脫硫工段后，雖然大部分焦油和水分得以脫除，仍有部分焦油無法排除被帶入后續壓縮工段，這部分油雜質在壓縮提壓過程中，極易粘附于氣閥上，經日積月累的作用，導致往復式壓縮機的進氣閥門、排氣閥門極易堵塞，影響焦爐氣壓縮機的穩定運行的同時，增加系統阻力，降低焦爐氣壓縮機的打氣量，甚至會影響到精脫硫系統的運行，縮短精脫硫催化劑的使用壽命。

（2）夏季由于氣溫較高，使得整套裝置的水冷器換熱效果大幅度降低，焦爐氣溫度相對偏高，在一定程度上影響機組的穩定運行，同時，溫度的升高使得焦爐氣壓縮機進口的氣體密度降低，造成壓縮機單位時間內打氣量偏低，直接導致送往合成系統的氣量減少，影響甲醇合成系統的運行，甲醇產量減少。

3 改造方案

針對上述存在的問題，通過對生產實際深入分析及外出考察技術交流，決定采用兩種方案進行問題改進：一是針對進系統焦爐煤氣帶液現象，采用化工物理分離方式，在進濕脫硫系統前增加兩臺并聯焦炭過濾器裝置，一開一備，間歇操作，進一步脫除焦爐氣中的焦油和水，吸附介質焦炭取自公司焦化系統；二是針對出濕脫硫系統焦爐煤氣溫度偏高的現象，考慮生產裝置設計平面布局，同時，出口煤氣溫度雖然相對偏高，但仍然處于與大氣自然環境相接近溫度狀態，可以利用濕脫硫裝置北側溫度較低的新鮮水地下水池資源，不需要單獨建設循環水系統，采用進一步冷卻的方式，在濕脫工段焦爐煤氣末端增設橫管冷卻器來降低出口煤氣的溫度，利用新鮮水原水資源對出口焦爐煤氣降溫，實現能源資源的綜合利用。

4 運行效果

在改造實施后，經過一段時間的運行，取得了如下方面的實際效果：

（1）減少了壓縮機氣閥的清理次數，延長了壓縮機活塞環、支撐環和精脫硫工段催化劑的使用壽命。實現了壓縮機進氣排氣活門一個月更換一次變為四個月更換一次。此項技術改造有效的過濾了焦爐煤氣中的雜質，在節支降耗的基礎上，確保了裝置的平穩順行，每年可節約100多萬的成本費用。

（2）濕脫工段出口焦爐氣溫度由夏季最高35-36℃有效降低至17-18℃，降低了壓縮機的入口煤氣溫度，增大了壓縮機入口氣體密度，從而焦爐氣壓縮機打氣量增加了800-1000Nm3/h，日增產甲醇約10噸左右。同時也改善了壓縮機的各項工作參數，降低了壓縮比，起到了保護壓縮機的作用，為壓縮機的長周期穩定奠定了堅實基礎。

5 結束語

中潤公司甲醇系統針對焦爐氣壓縮機易堵塞和夏季打氣量偏低的問題，實施的增加焦炭過濾器和橫管初冷器的工藝技術優化改造，取得了預期的效果，有效提高了裝置的加工能力，提升了產品產量，為企業創造了良好的經濟效益，且與公司生產實際有機結合，具有項目容易實施、投資少、實現現有資源充分利用的特點，值得在同行中借鑒和推廣。

作者簡介：趙愛華（1980-），男，漢族，河南沈邱人，工程師，現從事煤化工生產技術管理工作。