低温甲醇洗稳定运行的关键因素探讨

强泽 赵勇

摘 要：低温甲醇洗工艺用低温的甲醇作为吸收溶剂，利用高压、低温下气体在甲醇中溶解度不同的特性脱除原料气中的CO2和H2S。低温甲醇洗的物理吸收过程遵循亨利定律，由亨利定律可知气体的分压越大，其在溶液中的溶解度也越大，所以增加气体的压力有利于气体的吸收，降低气体的压力有利于气体的解吸。甲醇吸收是利用甲醇溶液对CO2和H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中杂质。

关键词：低温甲醇洗；稳定运行；关键因素

前言

低温甲醇洗是一种基于物理吸收的气体净化方法，以工业甲醇为吸收剂。该法用甲醇溶剂可同时或分段脱除气体中的H2S、CO2等酸性组分和各种有机硫化物、NH3、胶质及水汽等，能达到很高的净化度。甲醇对氢、氮、一氧化碳（合成原料）的溶解度相当小，且在溶液降压闪蒸过程中优先解吸，可通过分级闪蒸来回收，有效组分损失很少。下面就影响低温甲醇洗的因素进行探讨。

1 压力

低温甲醇洗系统中甲醇吸收效果好坏的关键因素就是甲醇吸收时的压力，压力越高甲醇吸收效果越好。在系统正常运行情况下，压力须在设定范围内，若其他因素不变，净煤气指标有上涨趋势，首先要将压力在其基础上提高10-15KPa，观察指标情况，若指标没有变化再考虑其他的因素。

2 温度

低温甲醇洗另一重要工艺参数是甲醇的吸收温度，不同吸收温度下各种气体的溶解度存在较大变化，对酸性气（CO2、H2S）的吸收和解吸过程，温度的变化需要考虑吸收剂、吸收介质溶解度、吸收后达到效果等因素。对于本课题需要研究的低温甲醇洗工艺，甲醇在较低温下对酸性气进行吸收，吸收过程放热，可以根据吸收前后温度变化判断吸收效率。

2.1 氨冷器的调整

（1）氨冷器的进料。考虑到氨吸收制冷的真空度和循环水温度，调整时不能大幅度的进行调整和同时几个都调整。在正常操作中氨冷器可分开调整，且以小幅度阀位调整，确保CO2吸收塔的氨冷器充足时再调整其他的氨冷器。以保证氨冷器的出口温度都在设计范围以下。

（2）氨冷器液位。要保证氨冷器液位合适才能对系统的甲醇进行降温，当氨冷器开进料时温度不降要及时卸料，同时还要保证系统卸料时温度不能反弹。

（3）低温甲醇洗系统温度。系统温度的调整还要观察氨吸收制冷中气氨的入口温度。若气氨的入口溫度已经超过设计值，说明氨冷器冷量已经不足，气氨带走热量较多，就要调整氨冷器，严重时还需要抽真空。

2.2 闪蒸冷量的回收

为确保系统冷量的充分回收，可适当加大气提氮气的量，同时出低温甲醇洗系统气相温度也需要严格控制，包括二氧化碳排放气、硫化氢富气。在控制好硫化氢富气温度的基础上再微调CO2排放气换热器的出口温度，否则会导致冷量没有回收就损失了，CO2进入甲醇洗涤塔的入口温度降低，系统温度反而上涨。

3 循环量

低温甲醇洗系统甲醇循环量的调节的前提是系统温度、系统压力在设计值范围内，调节甲醇循环量与粗煤气负荷相匹配。在调整中严格控制循环量，在系统压力和温度不变的情况下，若指标上涨需要调整循环量时，原则上循环量的调整幅度不能过大，否则长时间会导致系统温度回升。在指标经过调整不能下降时，可适当降负荷调整，待指标正常后在进行缓慢加负荷操作。

4 水对低温甲醇洗系统的危害

（1）甲醇溶液中存在水时会降低对二氧化碳和硫化氛的吸收，对吸收塔的效果产生影响，可能使净化气达不到净化指标，经验表明，甲醉中含有5%的水分，相比在无水甲醇中，二氧化碳在这种甲醇中的溶度大约会降低12%，同时硫化氛在甲醇中的溶解度也大幅下降。

（2）由于二氧化碳和硫化氢在溶于水后都中水含量和硫含量。再生温度过高带来的影响也很复杂，首先气体中含有大量甲醇蒸汽，增加甲醇损失量；其次热再生塔顶冷凝器、硫化氢富气加热器、硫化氢富气冷却器、冷凝液换热器这四组换热器换热负荷增加，影响换热效果；还有热再生塔回流槽、硫化氢分离器Ⅰ、Ⅱ分离液甲醇量增加。甲醇再生温度提高，气相中夹带甲醇量增加，经过水冷器冷凝后甲醇量相应增加，而且这股气体中硫化氢含量达到25%～30%，直接增加热再生塔回流槽甲醇量，也是增加再生塔回流硫化氢量。硫化氢及有机硫化物经过加热冷凝相变过程，可能会伴有化学反应，生成高沸点硫化物不易脱除，这也是影响贫甲醇硫含量的重要因素。

5 甲醇的纯度影响其纯度的主要有两点

5.1 甲醇中水含量

系统水含量来源有粗煤气带入、水冷器内漏、机泵循环冷却水内漏、再沸器内漏及甲醇水塔精馏操作不稳造成的。在操作中应尽可能降低0℃级粗煤气温度，提高粗煤气分离器分离效果，提高粗煤气预洗甲醇的洗涤量；针对换热器的内漏，在每次检修中都要进行打压消漏，正常运行过程中对其进行定期检测；在操作甲醇水塔中要注意精馏的三要素（进料位置、底部热量、塔顶回流），调节时注意塔的压差和温度的梯度变化，如果顶部温度高，要及时进行调整，要防止甲醇水塔液泛进入主洗系统导致水含量升高，这样将降低甲醇的吸收效率，并增加动力消耗，同时制约生产负荷的增加。因此在操作甲醇精馏塔中除了控制甲醇水塔底部的加碱量和碱的浓度，还要根据煤质情况定期进行检修，清除塔内杂质，检查塔盘浮阀是否脱落，提高塔盘效率，保证甲醇再生质量。根据目前操作情况看，精馏塔操作稳定，水含量能控制在1.5%以下。

5.2 甲醇中的油含量

油含量主要来源于粗煤气中夹带的石脑油。控制系统油含量除了萃取就在于共沸塔的操作，为确保油能够除去，主要有两点：一方面比重控制好，比重主要是甲醇与水的比例控制在1：1，甲醇与预洗甲醇洗涤量、缓冲罐和预洗甲醇储槽进来的甲醇液有关，要根据甲醇液的总量进行适当配比软水，通过比重大小调节脱盐水量，同时还要保证萃取液的连续均匀的进入萃取器进行萃取确保其萃取效果；另一方面共沸塔的操作，主要是进料稳定、液位不能过满或过低，操作期间严格控制底部温度，塔顶温度和回流的调节，同时注意塔压变化情况。在液位能维持平衡的情况下，适当加大塔底蒸汽量尽可能将没有萃取出的石脑油通过塔顶进行蒸出去，防止进入精馏塔从而进入主洗系统。

5.3 主洗系统再生甲醇的质量

在操作过程中要确保主洗甲醇闪蒸好就要控制好气提氮气的流量，尽可能的把甲醇中的气体释放出来，同时要稳定热再生塔再沸器蒸汽量和再生压力，保证热再生塔底部甲醇温度，热再生塔塔盘清洗液按设计量投用。

6 结束语

通过对影响低温甲醇洗工艺因素的分析，对重要的几个因素进行合理的调整，改变以前粗略的操作思路，促进粗煤气气体吸收和解吸，使净煤气中CO2、H2S、CH3OH指标得到有效控制，能够满足后续冷箱进气量的要求。

参考文献

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