低温甲醇洗净化气中总硫含量超标原因分析

王金华

兖州煤业榆林能化有限公司， 陕西榆林 719000

我厂低温甲醇洗的净化气用于生产甲醇，要求净化气总硫含量严格控制在0.1ppm 以下。总硫含量超标会造成合成催化剂中毒，大大降低合成催化剂的使用寿命，直接影响甲醇装置的生产。在我厂实际运行中，由于甲醇循环温度高、甲醇水含量偏高以及甲醇再生效果差等原因经常引起净煤气中总硫含量超标,本文针对这些原因进行了分析,并在此基础上提出了一些降低净煤气中总硫含量的控制措施。

1 低温甲醇洗工艺的基本原理

低温甲醇洗是50 年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，以冷甲醇为吸收溶剂脱除原料气中的酸性气体。低温甲醇洗工艺利用甲醇的选择吸收特性,在高压低温条件下用冷甲醇对CO2、H2S 等酸性气体进行吸收脱除。气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行，是目前国内外所公认的最为经济且净化度高的合成气深度脱硫技术，与其它脱硫、脱碳工艺相比具有电耗低、蒸汽消耗少，溶剂价格便宜，操作费用低等优点。

2 净化气中总硫含量影响因素分析

2.1 操作温度

低温有利于气体的吸收脱除，低温甲醇洗工段的冷量来源于丙烯气化制冷和溶解了CO2的甲醇在再吸收塔内分段闪蒸和N2 气提段气提降温，通过以上3 种方法来降低甲醇液的温度，温度越低越有利于硫化物的吸收，再吸收塔底部甲醇温度能达到-58℃，进吸收塔的贫甲醇温度在-48℃左右。若系统冷量不足，造成进入吸收塔的贫甲醇的温度过高，吸收效果不好，原料气中的H2S 不易被洗净而造成总硫超标。

2.2 甲醇的循环量

甲醇的循环量是控制净化气中总硫含量的主要因素。循环量过小造成甲醇吸收的H2S 的量减少，气相中H2S 不能完全洗涤干净，造成总硫超标现象：适当增加系统甲醇循环量，液气比增大, 吸收推动力增大, 原料气中H2S 较易脱除,一般来说，一万标方的气量对应13 m³～14m³左右的循环量比较合适。

2.3 甲醇的再生效果

甲醇的再生效果是影响净化气中总硫含量的主要因素之一。在低温甲醇洗系统中, 甲醇再生有三种方法：闪蒸、氮气气提和加热再生。甲醇作为吸收剂由于已溶解了CO2和H2S 等，若甲醇再生效果不好, 仍有部分CO2和硫化物未释放出去，循环甲醇的吸收洗涤能力下降，吸收效率降低。

2.4 甲醇的含水量

贫甲醇中的水含量是低温甲醇洗的重要控制指标，甲醇中含水量过多不但会影响对H2S 等气体的吸收效果，还会增大对设备的腐蚀。甲醇中含水量达5% 时, 将导致CO2的溶解度比在纯甲醇中的溶解度下降约为15% ， H2S 的溶解度也大幅下降。利用醇水分离塔控制溶液系统中的水含量。而甲醇洗涤系统中的水的脱除主要在醇水分离塔内完成，因为醇水分离塔的工况好坏决定了甲醇的脱水效果。

2.5 系统中NH3 含量的影响

若氨洗塔的洗涤效果不好，NH3进入甲醇洗系统后不容易脱除，随着NH3的累积，氨最终会在热再生甲醇中形成(NH4)2S，当热再生甲醇送到吸收塔顶部时，(NH4)2S 分解再次释放出硫化氢，挥发到净化气从而产生硫化物超标现象。

2.6 气提氮气的压力和流量

在正常生产情况下，低温甲醇洗系统是一个稳定的系统，气提氮气的压力和流量波动都会对甲醇的再生效果影响很大，若空分运行不稳定，低压氮气的压力和流量突然波动时，要及时调整气提氮气的量。

2.7 换热器内漏

变换气压力略高于净化气，若变换气和净化气换热器发生内漏现象，则导致变换气向净化气窜气，导致出口净化气硫含量增加。富硫甲醇和贫甲醇换热器内漏，富硫甲醇进入贫甲醇中，也会造成净化气中硫含量增加

2.8 吸收塔塔板浮阀脱落

如果低温甲醇洗系统接变换气时太快，变换气在吸收塔内流动速度过快，容易将塔板吹翻或者塔板上浮阀吹落造成液体短路，气液不能充分接触，吸收洗涤效率降低，净化气中总硫浓度超出指标。

3 防止硫化物超标的改进措施

1）加强丙烯制冷装置的操作，注意前后工段的沟通和联系；

2）注意监测低压氮气系统，保证气提氮气的压力和流量，控制再吸收塔的压力约为常压，加大CO2的闪蒸效果从而尽量降低甲醇温度, 促进甲醇对H2S 的吸收；

3）根据比例适当加大甲醇的循环量，提高液气比，从而增大吸收H2S 的推动力；

4）优化热再生塔和甲醇水分离塔的操作，提高甲醇再生效果；

5）系统接入变换气时，注意控制加负荷速率和换热器管壳程压差，接气或泄压时不能太快，防止塔盘浮阀脱落或者变热器管壳程压差过高，以保护设备；

6）加强水洗塔的操作, 保证水洗效果, 尽量控制NH3含量。

通过采取上述措施，低温甲醇洗净化气中总硫明显降低，达到工艺要求，满足后工段生产指标，装置运行周期大大延长。

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