低溫甲醇洗裝置降低甲醇消耗技術(shù)改進(jìn)

劉欣慧

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗技改;低溫甲醇洗優(yōu)化

1 低溫甲醇洗工藝原理

低溫甲醇洗技術(shù)是由德國(guó)開(kāi)發(fā)，在世界范圍內(nèi)得到進(jìn)一步推廣和利用的，其本身運(yùn)作流程較為復(fù)雜，從根本上來(lái)說(shuō)就是通過(guò)物理方法對(duì)生產(chǎn)當(dāng)中粗煤氣中的酸性氣體進(jìn)行吸收得以利用。低溫甲醇洗裝置的目的是去除變換氣中的酸性氣體及CO2，該過(guò)程是一種物理吸收過(guò)程，用低溫甲醇作為洗液（吸收劑），在設(shè)計(jì)溫度-53.9℃時(shí)，甲醇對(duì)于CO2，H2S和COS具有較高的可溶性。在物理吸收過(guò)程中，含有任何成份的液體負(fù)載均與成份的分壓成比例，吸收中的控制因素為溫度、壓力和濃度。

2 甲醇單耗大的原因分析

①低溫甲醇洗裝置有兩股去克勞斯硫回收的酸性氣，分別為主洗酸性氣、預(yù)洗酸性氣，低溫甲醇洗K005（熱再生塔）通過(guò)再沸器再沸富含硫化氫的甲醇富液后，產(chǎn)生攜帶甲醇?xì)怏w的主洗酸性氣，通過(guò)W014（熱再生塔頂冷凝器）將氣態(tài)甲醇冷凝回收，不凝的酸性氣送至克勞斯硫回收系統(tǒng)進(jìn)行燃燒;

②低溫甲醇洗A/B單元，預(yù)洗閃蒸塔（K007I段）溶液分布器設(shè)計(jì)不能滿足工藝要求。實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)2017年6月至2018年6月間的預(yù)洗酸性氣的分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在洗滌脫鹽水流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量的情況下，預(yù)洗酸性氣中甲醇含量一般在5%-12%之間，平均值為9.725%。預(yù)洗酸性氣中甲醇偏高，主要是由于預(yù)洗閃蒸塔（K007I段）回收預(yù)洗酸性氣中甲醇效果不佳，增加了低溫甲醇洗甲醇的消耗;

③甲醇精餾系統(tǒng)，甲醇水塔（K009）進(jìn)行甲醇和水的分離。由甲醇水塔再沸器（W023AB）提供熱量，控制塔底溫度為136℃;塔頂氣相甲醇離開(kāi)甲醇水塔（K009），直接進(jìn)入熱再生塔（K005）Ⅱ段。一股來(lái)自貧/富甲醇換熱器（W013ABCDEFG）F殼程出口的甲醇貧液作為甲醇水塔（K009）回流液。甲醇水塔（K009）底部的含醇廢水，控制甲醇含量在100ppm以下，經(jīng)廢水泵（P017A/R）加壓后，在共沸塔給料加熱器（W020AB）管程中預(yù)熱共沸塔進(jìn)料后，送往生化水處理裝置;

④制冷工段（丙烯壓縮機(jī)）的制冷溫度達(dá)不到要求，不能有效地為甲醇洗系統(tǒng)提供冷量，會(huì)導(dǎo)致低溫甲醇洗系統(tǒng)的溫度偏高、單耗增大;

⑤凈化氣調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)關(guān)幅度過(guò)大，氣體流速過(guò)快，導(dǎo)致吸收塔液泛，造成出口凈化氣體中夾帶甲醇霧沫，導(dǎo)致甲醇消耗量增大;

⑥設(shè)備檢修后，換熱器需要重新進(jìn)行排氣才能投用，在投運(yùn)過(guò)程中進(jìn)行排氣操作時(shí)會(huì)有大量甲醇溢出或機(jī)械密封存在泄漏，增加了甲醇消耗;

⑦由于系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，造成過(guò)濾器的清洗頻率高，在切換的過(guò)程中造成甲醇消耗增加;

⑧低溫甲醇洗甲醇溶液循環(huán)量對(duì)氣體凈化效果影響極大，適當(dāng)?shù)募状佳h(huán)量不僅可以實(shí)現(xiàn)甲醇的低操作溫度，還可以減少系統(tǒng)的能耗。若甲醇循環(huán)量過(guò)高，會(huì)使循環(huán)甲醇溫度升高，甲醇消耗也升高;如果甲醇循環(huán)量過(guò)小，會(huì)造成出界區(qū)凈化氣中總硫及CO2含量超標(biāo);

⑨系統(tǒng)開(kāi)、停車次數(shù)過(guò)于頻繁導(dǎo)致的系統(tǒng)甲醇消耗。

3 改進(jìn)措施及正常生產(chǎn)中的注意事項(xiàng)

3.1 酸性氣體

①控制好熱再生塔（K005）的操作壓力和溫度，保持穩(wěn)定，減少波動(dòng)的幅度和頻率;

②控制好熱再生塔頂冷凝器（W014），共沸塔頂冷凝器（W021）水量，防止酸性氣體帶液，保證氣液分離效果，并且定期檢查換熱器是否存在氣阻現(xiàn)象，經(jīng)常性對(duì)換熱器進(jìn)行排氣，防止氣阻現(xiàn)象發(fā)生，避免甲醇液體隨酸性氣體一起被帶出系統(tǒng);

③將共沸塔（K008）頂部氣相管線至預(yù)洗閃蒸塔一段（K007I段）的保溫材料拆除，從而降低預(yù)洗酸性氣進(jìn)K007I段前的溫度;

④適當(dāng)降低尾氣洗滌塔（K006）底部脫鹽水給水溫度;

⑤對(duì)熱再生塔頂冷凝器（52-W014）、共沸塔頂冷凝器（52-W021）上水管線增設(shè)大口徑導(dǎo)淋，當(dāng)換熱效果差時(shí)，對(duì)換熱器管程進(jìn)行濁循環(huán)水反沖洗;

⑥減少熱再生塔（52-K005Ⅱ）再沸器蒸汽流量降低熱再生塔（K005Ⅱ）頂部熱再生氣溫度，操作依據(jù)：將熱再生塔（52-K005Ⅱ）壓差降至28kPa左右：保證貧甲醇的總硫含量小于10ppm;

⑦減少共沸塔（52-K008）再沸器蒸汽流量降低共沸塔（52-K008）頂部氣相溫度，操作依據(jù)：將共沸塔（52-K008）塔底部甲醇水溫度控制在106℃-107℃，保證共沸塔（52-K008）塔底部甲醇水中總硫含量低于10ppm;

⑧將H2S濃縮塔三段（52-K003Ⅲ）氣提氮?dú)饬吭黾又?000mm3/h，增加H2S濃縮塔三段（52-K003Ⅲ）的閃蒸冷量。在保證氣提氮?dú)鉁囟鹊那疤嵯卤M量將H2S濃縮塔三段（52-K003Ⅲ）的閃蒸氣多通過(guò)硫化氫富氣冷卻器（52-W016）換熱，降低主洗酸性氣溫度;

⑨將硫回收裝置的酸性氣分液罐Ⅱ（61-B011）分離液由酸性水泵（61-P01）輸送到低溫甲醇洗A單元地下槽（51-B005）回收，減少甲醇損失;

⑩聯(lián)系生產(chǎn)調(diào)度室盡可能將其他界區(qū)濁循環(huán)水用量降低，（變換A單元濁循環(huán)水關(guān)閉，變換B單元濁循環(huán)水根據(jù)變換出口溫度，回水閥關(guān)至1/3處）聯(lián)系生產(chǎn)部，關(guān)小酚氨回收及煤氣水分離濁循環(huán)水用量，將回水壓力由0.27MPa降至0.23MPa，從而增大了低溫甲醇洗界區(qū)的濁循環(huán)水用量;

?杜絕現(xiàn)場(chǎng)跑冒滴漏，及時(shí)回收檢修時(shí)和取樣置換時(shí)的甲醇廢液。

3.2 凈化氣、CO2尾氣

保持H2S吸收塔、CO2閃蒸塔（K003）Ⅲ和H2S濃縮塔（K004）Ⅲ頂部的操作壓力和溫度穩(wěn)定，盡可能控制在正常操作范圍內(nèi)，減少波動(dòng)，密切注意各塔的壓差值，同時(shí)加強(qiáng)分析監(jiān)控，防止出現(xiàn)帶液現(xiàn)象，將各股氣體帶出的甲醇量降低至最低。

3.3 排放廢水

①調(diào)整甲醇水分離塔的操作，在保證出塔頂甲醇蒸汽中水質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的前提下，盡可能提高塔的操作溫度，使出塔底部廢水中甲醇含量盡可能低;

②嚴(yán)格按照指標(biāo)控制進(jìn)甲醇洗滌塔的工藝氣溫度，防止蒸汽流量出現(xiàn)波動(dòng)而引起甲醇水分離塔工況波動(dòng)，導(dǎo)致排放廢水中甲醇超標(biāo);

③盡可能降低進(jìn)低溫甲醇洗系統(tǒng)工藝氣溫度，減少帶入的水量，使需要從甲醇水分離塔排放的廢水減至最少;

④系統(tǒng)開(kāi)、停車期間，應(yīng)對(duì)臨時(shí)直補(bǔ)蒸汽閥門(mén)進(jìn)行檢查確認(rèn)，防止因臨時(shí)直補(bǔ)蒸汽漏入塔內(nèi)而影響循環(huán)甲醇的水含量，并導(dǎo)致排放廢水量增大，增加甲醇的損失。

3.4 系統(tǒng)開(kāi)停車

①在開(kāi)、停車過(guò)程中，應(yīng)合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各部分充氮閥門(mén)的開(kāi)度，在能保證系統(tǒng)壓力并維甲醇循環(huán)的前提下，減少氮?dú)庥昧?，從而降低由于放空過(guò)大而造成的甲醇損失;

②根據(jù)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)安排開(kāi)車建立甲醇循環(huán)的時(shí)間，以免系統(tǒng)接收粗煤氣前等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)增加甲醇的損失;

③停車時(shí)系統(tǒng)甲醇再生回溫結(jié)束后，盡快停甲醇循環(huán)，以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成甲醇損失。

3.5 保證甲醇溶液循環(huán)量

保證甲醇溶液循環(huán)量與變換氣氣量必須相匹配，防止循環(huán)量過(guò)大，造成甲醇損失。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述原因分析可以說(shuō)明：影響低溫甲醇洗系統(tǒng)甲醇消耗的因素有很多種因素。在保證產(chǎn)品氣合格的前提下，要想最大限度的降低甲醇消耗，在實(shí)際的生產(chǎn)工作中必須多方面考慮，通過(guò)上述工藝調(diào)整使各項(xiàng)指標(biāo)精細(xì)化操作管理，來(lái)降低系統(tǒng)的甲醇消耗，從而才能實(shí)現(xiàn)效益最大化。低溫甲醇洗的氣體凈化效率取決于酸性氣在甲醇中的溶解度和達(dá)到氣液平衡時(shí)酸性氣在氣相中的分壓，而這兩項(xiàng)因素都是溫度函數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李波.低溫甲醇洗穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素探討[J].遼寧化工，2009，38（08）.