低溫甲醇洗裝置在煤制乙二醇項目中的應用

李建峰

摘 要：介紹了低溫甲醇洗裝置在新鄉中新化工煤制甲醇、乙二醇項目的應用現狀，通過一段時間的運行操作，總結低溫甲醇洗裝置的操作方法和出現的問題及處理措施。

關鍵詞：低溫甲醇洗；運行現狀；存在問題及處理措施；總結

1 概述

新鄉中新化工有限責任公司200kt/a甲醇項目低溫甲醇洗裝置采用的是擁有自主知識產權的大連理工工藝基礎設計包，由北京航天萬源煤化工工程公司蘭州分公司承擔詳細設計。為調整產品結構，提升產品的附加值、企業的核心競爭力，在市場中更有話語權，在低溫甲醇洗嫁接了200kt/a的乙二醇項目。

甲醇項目從2008年12月全面啟動建設，2011年9月13日全線打通系統流程，產出合格甲醇產品；乙二醇項目2010年9月全面開工建設，2012年3月打通流程產出合格產品。

2 工藝流程簡述

低溫甲醇洗裝置設計處理變換氣量158000Nm3/h，以低硫煤為原料，經航天爐反應制氣，原料氣經寬溫耐硫變換、低溫甲醇洗脫硫脫碳獲得凈化氣，為滿足乙二醇系統用氣指標的要求，在吸收塔出口增加了精脫除CO2塔 ，出系統的凈化氣總量約為105000Nm3/h分為兩股，20%的氣量經合成壓縮機增壓至6.8Mpa進入合成塔反應制得粗甲醇；另一股80%的氣量經PSA系統制得純度較高的CO、H2送乙二醇系統。

3 裝置運行現狀

由于甲醇合成和乙二醇裝置對凈化氣中CO2含量的要求不一致，直接增大了裝置的操作難度，甲醇合成要求CO2含量在3%左右，PSA系統要求凈化氣中CO2含量在50ppm以內。在下游兩套裝置運行時，由于乙二醇系統不能滿負荷運行，且返回甲醇合成系統的解析氣CO含量高，導致甲醇合成系統的氣體成分嚴重偏離指標，影響了甲醇合成催化劑的正常使用。

4 裝置存在的問題及處理措施

4.1 系統循環甲醇中水含量超標

在試開車初期，由于新員工較多，對裝置的操作駕馭能力遠遠不夠，對指標的管控和處理手段欠缺，加之低壓蒸汽管網壓力波動較大，導致甲醇水塔頂部出口的甲醇蒸汽含水量嚴重超標，致使循環甲醇中的水含量嚴重過超標，最高時達5.2%。

通過多次取樣分析，在系統壓力、變換氣量不變的情況下，循環甲醇中的水含量對CO2氣體的吸收影響很大。為解決此問題，從甲醇水塔的操作負荷進行調整優化，以降低循環甲醇中的水含量至小于1%的指標范圍內。通過實踐證明，在甲醇水塔運行不正常時，應及時調整運行負荷，調整進料量在設計負荷的60%左右，穩定運行后，再逐漸加負荷，若蒸汽壓力不穩定，應在不超過設計的85%負荷運行，以平衡蒸汽波動引起的操作波動。

4.2 凈化氣總硫超標

設備方面：由于原始設計直接去甲醇合成的凈化氣沒有設計精脫硫槽，導致凈化氣總硫控制難度較大。為此在2013年裝置技改時增加了精脫硫槽。

操作方面：優化了變換系統的操作，提高有機硫水解槽的水解率、降低變換氣中的氨含量，確保甲醇中硫氨在低位狀態。同時低溫甲醇洗裝置內部，通過適當降低甲醇循環量。出于對凈化氣送PSA系統CO2含量的控制，循環量偏大，導致吸收塔上段無硫甲醇送至下段H2S吸收段的甲醇溫度較高，影響了該段對H2S的吸收。適當降低循環甲醇量5m3/h，凈化氣中的總硫即合格，但CO2含量并沒有太大變化，仍在控制的指標范圍內。

4.3 原始設計的精脫硫槽沒有設計安全附件及泄壓置換管線，設備在隔離狀態下無法做到本質安全

在2014年的技改中在精脫硫槽的進口增加了安全閥，同時在進出口管線上分別增加了高壓氮氣、泄壓放空管線，設計壓力連鎖實現了充泄壓的自動控制，確保設備在隔絕狀態下的本質安全。

4.4 預洗甲醇中溶解的酸性氣體含量較高

原設計預洗甲醇經換熱后作為進料直接送至甲醇水塔，酸性氣體被解析出來，同時吸收大量熱量，致使甲醇水塔蒸汽負荷過大，易導致頂部甲醇蒸汽超溫將水帶入系統，嚴重影響了該塔的穩定運行。

為此在2014年技改增加了預洗甲醇閃蒸系統，將換熱后的常溫甲醇送至新增設備預洗甲醇閃蒸槽，控制閃蒸壓力0.5MPa，按設計預洗甲醇量約為1.5m3/h，可閃蒸氣量約為370m3/h，該股酸性氣直接送至氣提/CO2解析塔的氣提段進行硫化氫的提濃。閃蒸后的液體再沿原流程送至甲醇水塔，按設計測算每小時可減少蒸汽用量200kg，按照一年運行8000小時計算，僅此一項可節約1600噸蒸汽，降低燃煤用量260余噸。

4.5 尾氣帶液和放空口附近氣味較大

在2014年技改中，放空位置原設計在氣化爐爐頂。由于該尾氣為濕氣，且氣體中80%的為CO2，氣體比重大同時尾氣中攜帶有微量的H2S、CO等氣體，在放空周圍沉降，導致氣化爐頂異味較大，現場無法正常巡檢，存在很大的安全隱患。

在2014年技改中在原有尾氣分離器出口串聯增加了一臺尾氣分離器以提高分離效果，同時將此氣體引至鍋爐煙囪高點放空。既改善了現場的生產環境，又解決了廠區周邊的異味問題。

5 結語

低溫甲醇洗裝置自投運以來，運行穩定，各項操作指標均達到國內同類裝置水平，完全能夠滿足生產需要， 但作為我公司引進的新工藝，如何進一步優化裝置及工藝參數，還需在操作和工藝管理上進行更進一步的探討與研究 。

參考文獻：

[1] 低溫甲醇洗技術在煤制甲醇項目中的應用.大氮肥，2010年第33卷.

[2] Lurgi低溫甲醇洗裝置運行中存在的問題與處理對策.大氮肥，2011，第34卷第1期.

[3] 50萬t/a甲醇裝置試開車過程中出現的問題及采取的措施.煤化工，2009，4.