关于维持低温甲醇洗系统高负荷运行指标探讨

刘 伟 刁广琦

（1.兖矿集团国宏化工有限责任公司合成部，山东 邹城 273512；2.兖矿集团陕西未来能源化工有限公司净化部，陕西 榆林 719000）

0 前言

国宏化工有限公司的变换气净化装置采用了鲁齐公司的低温甲醇洗工艺，处理变换气量218038Nm3/h，净化气为 141678Nm3/h，运行一直比较稳定，但近期由于生产负荷，需要将净化气由141678Nm3/h，提高至165000Nm3/h，故依据现有系统指标分析，优化运行条件，实现了高负荷稳定运行，显示出该工艺吸收能力强、操作弹性大的优势。本文就影响低温甲醇洗净化效果的因素及优化操作条件进行探讨。

1 影响因素

1.1 冷量的回收控制

在低温甲醇洗工艺中，温度是影响甲醇洗净化效果的最重要因素之一，因此也是决定系统负荷提高的重要指标之一。低温甲醇洗的净化效果取决于气体在甲醇中的溶解度和达到气液平衡时气体在气相中的分压，而这两项因素都是温度的函数。气体在液体中的溶解度随温度的降低而增大，因此，需采用较低的洗涤温度对气体的净化过程有利。另外，甲醇的蒸汽压也是温度的函数，温度升高，甲醇蒸汽压增大，甲醇的损失就增加。因此，保持低温下操作，不但能保证甲醇有较好的吸收效果，而且能减少净化气带走的甲醇，甲醇损失就小。在实际操作上可以通过以下手段来实现冷量的控制。

（1）尽量降低甲醇减压闪蒸后气体压力，适当增加气提氮气，以降低气体的表面分压，促使溶解在溶液中的CO2尽可能多解吸出来，以保证系统的冷量，但要注意保证尾气中的硫指标合格。详情见表1。

表1 不同气提氮气所对应再吸收塔底的温度和尾气指标

（2）调整丙烯制冷装置工艺，主要通过适当提高丙烯压缩机的负荷，丙烯的出口温度由-34℃降至-36.3℃，来确保冷量的供给；

（3）在保证净化气中总硫不超标的前提下，尽可能的降低主洗塔T2201进脱硫段的甲醇流量，以保证进闪蒸甲醇冷却器的流量，更多的吸收丙烯冷量，降低系统温度；

（4）在保证再生正常的情况下，尽量降低再生的温度，不仅有利于减少甲醇的夹带，降低蒸汽用量，还能减少进入系统中的热量。

1.2 系统操作压力的控制

从传质动力学角度来看，吸收过程的压力越高气体分子的扩散速度越快，吸收推动力就越大因而吸收速率越快，吸收效果也越好。因此，吸收过程保证压力，有利于吸收过程的进行和净化效果的提高 。主要通过调整净化气出工段大阀的开度，调节联合压缩机转速和防喘振阀的开度来实现，维持系统压力，保证吸收效果。

1.3 甲醇循环量的控制

气体在甲醇中的溶解度主要是温度和压力的函数，温度 、压力确定后，气体的溶解度基本恒定。从传质动力学角度分析，液气比大，相平衡常数小，有利于组分的吸收。在塔的正常操作范围内，增加循环量，增大液气比值，气液两相在塔内接触越充分，传质效果越好。但循环量的增大也会导致循环动力消耗及再生能耗增加，因此，甲醇循环量应在保证气体指标的前提下，尽量选取一个适宜的液气比值，合理匹配甲醇循环。

1.4 再生甲醇的控制

影响主洗塔洗涤甲醇的主要因素是甲醇的再生度和甲醇中的水含量等，其直接影响了甲醇的吸收效果及出工段净化气指标。甲醇的再生度低，精洗甲醇中的硫含量高，吸收率大幅降低，导致出口净化气指标不合格，直接影响系统产量；其次是甲醇的含水量，当含水量达5%时，CO2在甲醇中的溶解度将降低 15%，H2S的溶解度也会大幅度下降。另外，甲醇含水量增大，溶液比重增高，动能损耗增加，此外含水量增加导致设备的腐蚀加剧，增加过滤器的清洗频率，影响系统稳定。保证再生甲醇的合格度主要通过以下几个方面实现。

（1）维持甲醇的再生与系统的热量平衡，甲醇再生温度的高低直接影响系统指标的好坏，温度低再生不合格，温度高影响系统温度，通过以下数据（见表2）分析得出甲醇的再生温度应控制在80-83℃为最佳。

表2 再生温度与贫甲醇中的硫含量分析

（2）加强对甲醇水分离塔的监控，加大排水力度，控制贫甲醇中的水含量在1%左右。

（3）定时排放含氨甲醇。

（4）在保证尾气指标排放正常的前提下适当增加气提氮气量，以降低再生负荷。

2 结语

通过增加系统冷量，提高系统压力，加大净化甲醇循环量，以及提高再生度等操作手段，实现了本厂提高生产负荷的要求。可见低温甲醇洗是这项气体净化技术，具有吸收能力强 、操作弹性大等优点，仍有很大的研究空间。

［1］陈敏恒，等编.化工原理[M].北京：化学工业出版社,1999.

［2］诸林.天然气加工工程[M].北京：石油工业出版社,1996.

［3］何小荣.化工过程优化[M].北京：清华大学出版社,2003.