焦炉煤气制甲醇系统湿脱硫工艺改进

摘 要：针对焦炉煤气制甲醇装置存在的压缩机易堵塞和夏季打气量偏低的问题进行探讨，通过实施增加焦炭过滤器和横管冷却器的改造，对甲醇湿脱硫工艺进行了有效的改进与完善，取得良好效果，既保护了系统主要设备，又可实现甲醇日增产量10吨左右，获得了一定经济效益。

关键词：焦炉煤气；甲醇；湿脱硫；工艺改进

唐山中润煤化工有限公司（以下简称中润公司）是开滦集团公司发展转型的试点企业，重点走煤-焦-化的发展思路，建设项目有220万吨/年焦化系统、20万吨/年焦炉煤气制甲醇系统、20万吨/年的粗苯加氢精制系统，其中，甲醇系统利用焦化富余的焦炉煤气为原料，采用纯氧转化、低压合成、三塔精馏工艺，项目一次设计，分期建设，一二期工程分别于2007年和2009年建成投产，项目在过去几年的运行中，公司对装置实施了一系列的技术改造和工艺优化，取得了不错的运行效果，同时，也出现了一些新的问题，文章就焦炉气压缩机易堵塞气阀和系统夏季打气量低的问题进行研究，并通过实施相应的技术改造，解决现存问题。

1 系统基本工艺和现存基本问题

1.1 湿脱硫基本工艺

公司焦炉煤气制甲醇项目湿脱硫采用酸碱反应工艺，主要脱除进系统焦炉煤气中的硫化氢，煤气从气柜送来后，压力0.02MPa，温度25-40℃，直接进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫贫液逆流接触，发生脱硫液中的碳酸钠与硫化氢的化学反应，经过洗涤的焦炉气将硫化氢脱除至20mg/m3后送往焦炉气压缩机，脱硫液经喷射氧化再生槽系统得到再生，进行循环使用，再生得到的硫泡沫，经熔硫釜系统生产出硫单质。

1.2 现存主要问题

（1）焦炉气压缩机容易堵塞气阀。系统焦炉器压缩机采用的属往复式压缩机，在运行过程中，存在堵塞气阀的问题，需要定期检修，必须设置备机，在备机不充分的情况下可能造成不能满负荷生产，致使甲醇产品产量的降低，影响公司经济效益。

（2）夏季焦炉气压缩机打气量偏低。夏季，整套装置水冷器换热效果不理想，机组的稳定运行受到严重影响，且压缩机的进气、排气温度偏高，压缩机打气量偏低，进而影响甲醇合成。

2 问题分析

（1）由于焦炉气经过净化处理、气柜缓冲后，仍存在带油水严重的问题，经过甲醇湿法脱硫工段后，虽然大部分焦油和水分得以脱除，仍有部分焦油无法排除被带入后续压缩工段，这部分油杂质在压缩提压过程中，极易粘附于气阀上，经日积月累的作用，导致往复式压缩机的进气阀门、排气阀门极易堵塞，影响焦炉气压缩机的稳定运行的同时，增加系统阻力，降低焦炉气压缩机的打气量，甚至会影响到精脱硫系统的运行，缩短精脱硫催化剂的使用寿命。

（2）夏季由于气温较高，使得整套装置的水冷器换热效果大幅度降低，焦炉气温度相对偏高，在一定程度上影响机组的稳定运行，同时，温度的升高使得焦炉气压缩机进口的气体密度降低，造成压缩机单位时间内打气量偏低，直接导致送往合成系统的气量减少，影响甲醇合成系统的运行，甲醇产量减少。

3 改造方案

针对上述存在的问题，通过对生产实际深入分析及外出考察技术交流，决定采用两种方案进行问题改进：一是针对进系统焦炉煤气带液现象，采用化工物理分离方式，在进湿脱硫系统前增加两台并联焦炭过滤器装置，一开一备，间歇操作，进一步脱除焦炉气中的焦油和水，吸附介质焦炭取自公司焦化系统；二是针对出湿脱硫系统焦炉煤气温度偏高的现象，考虑生产装置设计平面布局，同时，出口煤气温度虽然相对偏高，但仍然处于与大气自然环境相接近温度状态，可以利用湿脱硫装置北侧温度较低的新鲜水地下水池资源，不需要单独建设循环水系统，采用进一步冷却的方式，在湿脱工段焦炉煤气末端增设横管冷却器来降低出口煤气的温度，利用新鲜水原水资源对出口焦炉煤气降温，实现能源资源的综合利用。

4 运行效果

在改造实施后，经过一段时间的运行，取得了如下方面的实际效果：

（1）减少了压缩机气阀的清理次数，延长了压缩机活塞环、支撑环和精脱硫工段催化剂的使用寿命。实现了压缩机进气排气活门一个月更换一次变为四个月更换一次。此项技术改造有效的过滤了焦炉煤气中的杂质，在节支降耗的基础上，确保了装置的平稳顺行，每年可节约100多万的成本费用。

（2）湿脱工段出口焦炉气温度由夏季最高35-36℃有效降低至17-18℃，降低了压缩机的入口煤气温度，增大了压缩机入口氣体密度，从而焦炉气压缩机打气量增加了800-1000Nm3/h，日增产甲醇约10吨左右。同时也改善了压缩机的各项工作参数，降低了压缩比，起到了保护压缩机的作用，为压缩机的长周期稳定奠定了坚实基础。

5 结束语

中润公司甲醇系统针对焦炉气压缩机易堵塞和夏季打气量偏低的问题，实施的增加焦炭过滤器和横管初冷器的工艺技术优化改造，取得了预期的效果，有效提高了装置的加工能力，提升了产品产量，为企业创造了良好的经济效益，且与公司生产实际有机结合，具有项目容易实施、投资少、实现现有资源充分利用的特点，值得在同行中借鉴和推广。

作者简介：赵爱华（1980-），男，汉族，河南沈邱人，工程师，现从事煤化工生产技术管理工作。