關(guān)于降低低溫甲醇洗裝置酸性氣中甲醇的技術(shù)改造與優(yōu)化

陳東梅

【摘 要】本文首先介紹低溫甲醇洗裝置主酸性氣的成分來(lái)源、酸性氣體流程、設(shè)計(jì)甲醇消耗及實(shí)際甲醇消耗對(duì)比，從根本上分析甲醇消耗高的原因，針對(duì)性的提出了相關(guān)的技術(shù)改造和優(yōu)化操作方案，對(duì)前后分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，降低甲醇消耗，減少企業(yè)生產(chǎn)成本。同時(shí)，低溫甲醇洗工藝中脫除的H2S尾氣含有一定的烴類物質(zhì)，影響硫回收克勞斯裝置中硫磺的生產(chǎn)周期和產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

【關(guān)鍵詞】低溫甲醇洗原理簡(jiǎn)介；酸性氣流程；甲醇消耗分析；技術(shù)優(yōu)化與改造

中圖分類號(hào)： TQ028 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）02-0222-002

【Abstract】This paper introduces the major acid gas of the low-temperature methanol wash unit source，acidic gas flow，design of methanol consumption and practical consumption of methanol contrast，fundamentally，the author analyzes the reasons of high consumption of methanol，targeted put forward the related technical reform and optimize the operation scheme，to analyze the data before and after comparison，cut down the consumption of methanol，and reduce the production cost.At the same time，the removal of H2S tail gas in the low-temperature methanol washing process contains certain hydrocarbons，which affects the production cycle and product quality of sulfur in the sulfur recovery system[1].

【Key words】Low temperature methanol washing principle；Acid gas flow；Analysis of methanol consumption；Technical optimization and transformation

0 引言

低溫甲醇洗裝置的主要作用是將變換裝置送來(lái)的變換氣進(jìn)行選擇性的吸收，除去粗煤氣中的CO2、H2S等酸性氣體以及焦油0#、水、烴類等雜質(zhì)，制得CO2≤1.5%，總S≤0.2ppm的合格凈化氣，送往甲烷化裝置進(jìn)行合成甲烷。CO2的大量存在會(huì)增加H2的消耗，甲烷轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)品產(chǎn)量減少；H2S和有機(jī)硫是甲烷化鎳基催化劑的主要毒物，導(dǎo)致催化劑失活。有機(jī)硫再生流程在本文中暫不介紹。

由于CO2與H2S在甲醇中的溶解度不同，可利用不同的方式進(jìn)行再生。CO2氣體通過減壓閃蒸和氮?dú)鈿馓岷螅?jīng)換熱器冷卻和脫鹽水吸收、排放至大氣中；H2S氣體通過減壓閃蒸、氮?dú)鈿馓岷蜔嵩偕螅?jīng)過換熱器冷卻分離其中的甲醇，氣體送至硫回收裝置作為生產(chǎn)硫磺的原料氣。在此過程中，甲醇消耗占比較大。

通過原因分析，在操作和設(shè)備技術(shù)改造上進(jìn)行了兩方面優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)降低酸性氣中攜帶甲醇。

1 酸性氣流程簡(jiǎn)介

煤氣中H2S主要是來(lái)源于原料煤中的硫成分，H2S的產(chǎn)生主要與氣化爐結(jié)構(gòu)形式有關(guān)系，本公司采用的是殼牌爐，這里只針對(duì)本公司的流程進(jìn)行描述研究。煤中的硫、碳成分在氣化爐內(nèi)與水蒸氣和氧進(jìn)行反應(yīng)主要生成H2S和有機(jī)硫，H2S在煤氣中占比0.7%，硫化物在低溫甲醇洗裝置脫硫塔內(nèi)被脫除，出口凈煤氣中的總硫指標(biāo)要求≤200PPb。

在脫硫塔內(nèi)使用吸收CO2后的甲醇富液進(jìn)行吸收粗煤氣中的H2S和有機(jī)硫，使用含CO2的甲醇富液作為吸收液為防止甲醇液大量的吸收H2S和有機(jī)硫放出大量的熱，影響甲醇的吸收質(zhì)量。含有CO2和H2S的富甲醇液經(jīng)過硫化氫濃縮塔的減壓閃蒸和氮?dú)鈿馓崦摮状贾写蟛糠值腃O2氣體，H2S富甲醇液進(jìn)入到硫化氫閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行熱再生，通過蒸汽再沸器將甲醇富液加熱至83℃，硫化氫氣體和甲醇蒸汽經(jīng)熱再生塔頂冷凝器殼程冷卻后，氣液混合物一起進(jìn)入熱再生塔回流槽，38℃硫化氫富氣從熱再生塔回流槽頂部出來(lái)后在H2S富氣加熱器殼程和H2S富氣冷卻器殼程中被冷凝到-32℃后進(jìn)入硫化氫富氣分離器Ⅰ，分離液體后的硫化氫富氣經(jīng)H2S富氣加熱器管程加熱到23℃后送往克勞斯硫回收裝置；分離的液體通過冷凝液換熱器管程加熱到-10℃后進(jìn)入硫化氫富氣分離器II進(jìn)一步分離，分離出的氣體與硫化氫富氣分離器Ⅰ出口硫化氫富氣一起送到硫回收裝置。

2 甲醇消耗分析

主酸洗氣溫度越高，甲醇的飽和蒸汽壓就越高，對(duì)應(yīng)在氣相中的甲醇含量也就越高，帶來(lái)的損失必然就越大[2]。

在實(shí)際生產(chǎn)中，熱再生塔頂冷凝器冷卻后氣體溫度在54℃，與設(shè)計(jì)值38℃相差較大，主要原因熱再生塔頂冷凝器管束多次泄露處理后換熱面積減小，同時(shí)循環(huán)水水質(zhì)較差，導(dǎo)致管束堵塞，熱再生塔頂冷凝器冷卻后氣體溫度較高，而后續(xù)換熱器設(shè)計(jì)較小，換（下轉(zhuǎn)第224頁(yè)）（上接第222頁(yè)）熱量不足，酸性氣溫度未達(dá)到設(shè)計(jì)值，造成至硫回收的主酸性氣中夾帶的甲醇含量在6.0%左右，與設(shè)計(jì)甲醇含量在0.15%偏差較大，所以主酸性氣中甲醇損失較大。

3 優(yōu)化改造和操作

（1）根據(jù)對(duì)甲醇消耗情況分析同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，熱再生塔頂冷凝器換熱器換熱效果差，不能滿足工藝要求，但不具備更換換熱器條件，在現(xiàn)場(chǎng)增加熱再生塔頂冷凝器循環(huán)水反沖洗管線，定期進(jìn)行反沖洗操作，防止雜物堵塞管束或管板，增加換熱器循環(huán)水流量，提高傳熱效率，熱再生塔頂冷凝器出口酸性氣溫度由54℃降至45℃左右。

（2）減少硫化氫富氣分離器II內(nèi)氣體閃蒸量，減少硫化氫氣體換熱量。硫化氫富氣分離器Ⅰ和硫化氫富氣分離器II之間增加跨線，冷凝液不在經(jīng)過冷凝液換熱器進(jìn)行復(fù)熱，在硫化氫富氣分離器II閃蒸出的氣體溫度由原來(lái)的-10℃降低至-30℃，為H2S富氣加熱器管程內(nèi)酸性氣提供了更多的冷量，通過此項(xiàng)技改在硫化氫富氣分離器Ⅰ內(nèi)明顯分離出更多的甲醇。

（3）加強(qiáng)崗位人員培訓(xùn)，提高熱再生系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性，減少氣量波動(dòng)對(duì)熱再生塔的影響，嚴(yán)格控制塔頂溫度和酸性氣指標(biāo)，減少酸性氣夾帶甲醇量。

4 結(jié)論

通過技術(shù)改造、精細(xì)操作和嚴(yán)格控制指標(biāo)三方面措施實(shí)施，運(yùn)行一段時(shí)間后，分析酸性氣中甲醇含量由原來(lái)的6%降低至3.5%，且能夠穩(wěn)定運(yùn)行，但與設(shè)計(jì)值甲醇含量0.15%差距較大，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)操作，同時(shí)，在適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)對(duì)各分離器的除沫器進(jìn)行檢查，采購(gòu)新?lián)Q熱器準(zhǔn)備更換熱再生塔頂冷凝器來(lái)解決根本問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊洪文，郭威華，宋哲.低溫甲醇洗尾氣組分的改善與方案選擇[J].低溫與特氣，2004，22（1）：21-23.

[2]郝高峰，蘆國(guó)智，尹俊杰，董麗旭.低溫甲醇洗裝置中甲醇損耗的改進(jìn)措施[J].煤化工，2012年6月，3（16）.