浅谈氨对低温甲醇洗的影响及控制预防措施

郭亚男 王红杰 孟令哲

摘要：本文主要对低温甲醇洗中氮的来源，影响，作用，危害以及控制措施进行讨论。

关键词：低温甲醇洗;氮;控制;危害

1.前言

某公司采用低泪甲醇洗工艺来去除变换气中的二氧化碳与硫化氢，变换气成分复杂，除了含有大量二氧化碳外还有硫化氢，氢氨酸，氨，甲炕，一氧化碳，氮气等组分。其中氨在甲醇中的溶解度很大，在常温下，氨在甲醇中的溶解度是硫化氢的10多倍，是二氧化碳的60多倍[1]。氨会随着预洗甲醇进入到预洗系统，最终伴随着预洗甲醇的再生进入到酸性气体管线，送至锅炉燃烧，一小部分随着醇水塔外迭的废水进入到污水系系统。

2.氨的来源

2. 1气化炉产气含氨

煤炭中的氮元素与煤分解产生的氢元素会生成氨，一部分会分离出来单独回收，残留在工艺气中的氨会随着工艺气进入到低瘟甲醇洗，由于该套装置在进入低温甲醇洗装置之前没有设置洗氨塔，所以会有较多的氨进入到低、磕甲醇洗装置，最终氨会随预洗甲醇进入到预洗系统中。

2. 2转化变换气含氨

转化装置的变换炉中，在铁系催化剂的作用下会有一部分氢气与氮气反应生成少量的氨，该部分氨会随着变换气进入到低谊甲醇洗装置的洗氨塔T01，洗氨塔T01 使用中压锅炉水将变换气中的氨分离出来，经过洗氨塔T01 后变换气进行冷却进入到吸收塔T11，含氧的洗涤水送至预洗系统;

2.3氨换热器泄漏

低温甲醇含氨的换热器有5台，分别为：含硫变换气深冷器E02，SMR气深冷器E06，富二氧化碳甲醇中间冷却器E13，甲醇闪蒸深冷器E21，制冷剂过冷器E42。泄露主要考虑以下两种情况：

2. 3. 1氨侧压力大于换热侧压力

制冷剂过冷器E42管侧介质是氨， 壳侧的介质是尾气， 在正常生产时如果E42产生泄漏。氨将会随尾气进入到尾气洗涤塔T04172，最终进入预洗系统中。

2. 3. 2氨侧压力小于换热侧压力

含硫变换气深冷器E02， SMR气深冷气E06，富二氧化碳甲醇中间冷却器E13，闪蒸甲醇深冷器E21这四台氨玲器氨侧压力均低于管侧压力，在正常生产时如果发生泄漏氨不会进入到系统中，但在停車检修过程中，管侧压力降低，氨有可能泄漏到甲醇洗系统中，在公司2016年大修发现闪蒸甲醇深冷器E21有一棍列管泄漏，2017年大修发现富二氧化碳甲醇中间冷却器E13有两根列管泄漏。

3.氨对低温甲醇洗的影响

3. 1 调节PH，防止系统腐蚀

低温甲醇洗甲醇吸收酸性气体后会对设备管道产生腐蚀，由于甲醇中存在部分水，这样腐蚀作用就会明显加强，提高系统内的氨含量，调节PH，会使腐蚀作用受到明显的抑制。在该公司低温甲醇洗循环甲醇中的氨含量控制指标为0至50mg/L，目前循环甲醇中的氨含量比较稳定，维持在2mg/L左右，该公司目前采用向系统内加氢氧化钠榕液的办法来控制系统PH。

3. 2 形成铵盐结晶，堵塞工艺管道

3. 2. 1 堵塞含硫变换气预冷段设备

3.2.1.1 堵塞含硫变换气气液分离器排液管线

当含硫变换气中氨含量较高时， 大量的铵盐结晶在含硫变换气气液分离器V01底部分离出来， 大量的固体物质墙塞了分离器的排液管线，导致分离器液位不断上涨，严重时甚至上涨至满液位，造成分离器出口气相带水，造成后续换热器结冰，循环甲醇内水含量升高。

3. 2. 1. 2含硫变换气冷却器E03/E04堵塞

由于BGL变换气中存在着一定的氨，生成的铵盐结晶会在变换气冷却器E03/E04中累积，经过一段时间的运行后这两台变换气冷却器的压差会逐渐上涨， 严重制约了系统的高负荷运行， 并且这两台换热器无法切出清洗，只有大修停车时对这两台换热器进行物理清洗。

3. 2. 2堵塞酸性气体管线

当预洗系统中氨含量过高时会在系统中生成 大量的铵盐物质，并逐渐堵塞外送阀门、 管道， 严重时会将外送至锅炉与火炬系统的阀门管道完全堵塞，造成酸性气体无法外送，有时还会在外送阀前堵塞，给疏通管线带来困难。

3. 2. 3堵塞远传就地仪表根部阀

系统内氨含量高时， 形成的铵盐结晶会堵塞远传就地仪表的根部阀，造成仪表指示失真， 曾经发生过堵塞的仪表有甲醇水塔压力指示PI61，中油2号汽提塔压力指示PI201， 中油2号汽提塔回流罐液位指示LI201，甲醇水塔液位指示LI63，酸性气体压力指示PI44，预洗甲醇闪蒸塔液位指示LI46，萃取槽压力指示PI46，存取槽液位指示LI50/LI53/LI55，并且现场的就地压力表与翻版液位计根部会同时堵塞， 对操作带来极大困难。

4.控制预防措施

4. 1减少含硫变换气带来的氨

低温甲醇洗氨的主要来源是含硫变换气中的氨，因此应将此处的氨含量降至较低水平，经公司讨论决定，在变换出口增设一台洗氨塔，用来分离含硫变换气中的氨。

4. 2 SMR变换气脱氨塔的洗涤水改送至界区外

SMR变换气脱氨塔T01的含氨洗涤水又送回至低混甲醇洗的预洗系统，并没有送至系统外，因此也会造成氨在预洗系统的累积， 此处可将设计流量0. 3m3 /h的含氧洗涤水与转化装置变换气分离器S01/S02的外送冷凝液汇合， 一起送至热电脱硫装置。

4.3增加喷淋甲醇量， 减少换热器堵塞

含硫变换气进入变换气冷却器E03/E04之前会加入一股甲醇用来防止水在换热器内结冰， 由于氨在甲醇中的溶解度很大，因此增加此处喷淋甲醇的量可以吸收一部分氨，避免铵盐结晶在换热器内累积，目前此处流量已经从设计流量0.2m3 /h 增加到0.8m3 /h。

5.结论

甲醇洗装置的氨可以起到调节PH值，防腐的作用，但氨含量高时会堵塞变换气进吸收塔之前预冷段的分离罐及换热器， 会堵塞预洗系统酸性气体管线， 会对预洗系统大部分的仪表造成指示失真的情况， 当循环甲醇中的氨含量较高时还会造成吸收塔顶部粗氢气中硫含量超标。因此， 必须要控制低温甲醇洗系统中氨含量， 保证装置的长周期运行。

参考文献：

[1]刘杰。氨对低温甲醇洗系统的影响及控制[J].大氮肥，2012，35（6）： 374-376

[2]安伦武，杨仕巧。氮对低温甲醇洗的影响及投制[J]. 化工设计通讯，2013，39（6）：15-17