低溫甲醇洗循環量的優化調整

張敏 張向沛 紀林朋 苗建林(河南能源化工集團洛陽永龍能化有限公司,河南 洛陽 471000)

低溫甲醇洗循環量的優化調整

張敏 張向沛 紀林朋 苗建林(河南能源化工集團洛陽永龍能化有限公司,河南 洛陽 471000)

本文主要分析低溫甲醇洗工藝中甲醇循環量的優化調整，以河南某氣化廠為例詳細分析循環量優化調整后各項工藝指標完全達標，甚至優于設計指標。

低溫甲醇洗工藝;循環量調整;優化;指標

河南某氣化廠低溫甲醇洗裝置是九塔設計工藝，其中包括C01硫化氫吸收塔、CO2二氧化碳吸收塔、C03二氧化碳閃蒸塔、C04硫化氫濃縮塔、C05熱再生塔、C06水洗塔、C07石腦油萃取閃蒸塔、C08共沸塔、C09甲醇水分離塔。當時新員工、新裝置對工藝原理理解不深，循環量的調整不合適，導致凈化氣中總硫和CO2超標、CO2排放氣中的H2S超標，造成能源浪費和環保指標不合格排放，進行循環量優化調整后取得了良好的效果。

1 低溫甲醇洗工藝原理

(1)在高壓低溫下甲醇對煤氣中的二氧化碳、硫化氫、有機硫、氰化物的吸收能力很強，凈化程度高，而對于氫氣、一氧化碳和甲烷來說不易溶于甲醇。就是利用這一物理變化性質把煤氣中的有害成份CO2、H2S、有機硫除去，回收有效成份H2、CO、CH4。由于甲醇對H2S的吸收要比CO2的吸收快的多，溶解度前者比后者大很多，所以可以先吸收CO2，再吸收H2S，起到節能降耗的作用。并且當壓力降低或溫度升高時所吸收的氣體又容易從溶液中釋放出來，這樣甲醇得到再生，可以循環利用

(2)循環量根據氣體負荷大小進行調整的，氣體負荷越大循環量越大，控制合適的氣液比。

(3)調整甲醇循環量是控制指標合格最主要的手段，因為循環量越大，飽和度越低，單位體積甲醇閃蒸出冷量越小，不利于甲醇降溫，最終引起凈化氣不合格，并且能耗大。循環量小能保證甲醇循環氣體飽和度高，利于降溫，但過小不利于吸收，也會造成凈化氣不合格，所以適當的循環量不僅能保證凈化氣合格和能耗降低，在接氣時也有助于循環量的快速降溫，有利于盡快送出合格的凈化氣。

2 存在問題

由于循環量的調整和煤氣負荷沒有完全匹配，結果出現三種不正常現象。一是直接造成凈化氣不合格；二是凈化氣合格而二氧化碳排放氣中的硫超標；三是克勞斯氣濃度太低達不到硫回收的要求；四是需求的冷量增加，能耗高。

3 原因分析

(1)由于儀表問題，流量計測量不準確導致實際二氧化碳洗滌塔貧甲醇循環量CF061偏小，凈化氣超標。為了保證凈化氣CO2降到1%以下，總硫降到0.5ppm以下，只有加大二氧化碳吸收塔半貧甲醇量CF041和硫化氫吸收塔CF021循環量，二氧化碳吸收塔甲醇洗滌劑嚴重不飽和，結果是大量的二氧化碳在硫化氫洗滌塔中被吸收，造成硫化氫洗滌塔液相溫度升高不利于C04硫化氫的濃縮，從而克勞斯氣中硫化氫的濃度低達不到設計值。

(2)同時由于二氧化碳洗滌塔貧甲醇循環量CF061偏小，為了維持系統液位平衡只有減小硫化氫濃縮塔一段和三段閃蒸汽的吸收量，大量的硫化氫伴隨著二氧化碳氣被解吸出來，設計CO2氣中硫化氫含量小于50ppm，實際已經達到300ppm甚至更高，給大氣造成嚴重污染。

(3)由于C02塔貧甲醇量CF061較小，為了維持系統液項平衡減小了到硫化氫濃縮塔的一段和三段的吸收量，一段和三段氣液兩相嚴重不匹配，造成一段和三段的壓差一直較高，二氧化碳氣相帶液，甲醇丟失嚴重。

(4)由于C02塔貧甲醇量CF061,偏小，CF041偏大，單位體積的甲醇含二氧化碳飽和度低，閃蒸出的冷量少，為了維持較低的系統溫度，只有加大冷量的供給，造成能源浪費。

4 問題判斷、循環量的優化調整

通過以上可知，主要有四個問題，一是硫化氫濃度較低、二是二氧化碳排放氣中硫化氫高、三是甲醇丟失嚴重、四是冷量需求增大，能耗大。

首先從環保方面開始逐步加大硫化氫濃縮塔的吸收量，通過分析化驗排放氣中的硫化氫從300ppm一直下降，同時一段和三段壓差也明顯降低。為了維持系統液相平衡逐步減小硫化氫吸收塔的硫化氫洗滌量CF021，但是伴隨著出現了凈化氣超標的現象，這時基本就能判斷是硫化氫和二氧化碳吸收塔的循環量出現了問題，最后經過儀表人員對CF021CF041CF061校驗，確定CF061實際流量和顯示量相差較大。原因找到后加大CF061的量，減小CF021CF041的量，C02塔甲醇循環量盡量飽和，C01塔二氧化碳氣不被吸收，確保C01塔底液相溫度合格，為C04硫化氫濃縮塔提供良好的工藝條件，保證硫化氫最低限度地不被閃蒸出來。同時也要保證C01塔CF021的吸收量，力爭把硫化氫完全吸收不被帶到C02塔，否則同樣會造成二氧化碳中硫化氫超標。

5 優化調整后的效果

凈化氣的合格率從98%到100%，硫化氫濃縮塔一段和三段壓差恢復到設計值，大幅度提高工藝指標的合格率；二氧化碳排放氣中硫化氫從300ppm以上降到20ppm以下，完全達標排放，減少環境污染；克勞斯氣濃度也有大幅度提高，為硫回收裝置提供有利的條件，減少了酸性氣的排放；系統甲醇量補充有8小時兩次到一次，節約能耗。冷量系統的負荷也有所下降，和設計值相附。