低温甲醇洗流程优化改造

黄 静

(中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司， 湖北枝江 443200)

1 概述

中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司净化装置于2003年投入建设，2006年底建成投产，主要由变换、低温甲醇洗、新冰机、硫回收和甲烷化5个工序组成[1]。其中低温甲醇洗装置采用德国LURGI公司的专利技术[2]，主要通过硫化氢吸收塔、二氧化碳吸收塔、中压闪蒸塔、热再生塔、甲醇水精馏塔以及部分换热器、机泵等设备对变换气中酸性气体进行连续脱除[3]，设计处理变换气体积流量为188 642 m3/h。为满足年产20万t乙二醇的需求，先后对原有低温甲醇洗装置进行数次规模性改造。

1.1 冷量回收优化改造

冷量回收优化改造项目如下：

(1) 将变换气/净化气换热器(E2201)更换为三相组绕管式换热器，回收两股低温气体(尾气、二氧化碳)的冷量，从而降低低温甲醇洗入口的净化气温度。

(2) 对低温甲醇洗装置腐蚀较为严重的管线和设备部件，进行材质更换，改为耐腐蚀性更强的不锈钢(304L)材质[4]，避免管线和设备腐蚀造成装置停车。

(3) 优化甲醇水分离流程，即将二氧化碳吸收塔给料泵(P2204A/B)外送甲醇抽出一股后送至甲醇水分离塔(C2206)塔顶，加快除水速度。

1.2 低甲半贫液改造

为降低系统消耗，引入半贫液循环，改造项目如下：

(1) 新增半贫液汽提塔、换热器，减少系统贫甲醇循环量，降低系统消耗，从而保证操作负荷。

(2) 调整部分流程管道布置，对系统过滤器进行移位。

1.3 富甲醇/贫甲醇换热器(E2215)扩能改造

为确保E2215整体换热效率，在E2215前新增1台绕管式富甲醇/贫甲醇换热器(E2230)，保证装置的高负荷运行。

重点介绍从再吸收塔(C2204)到热再生塔(C2205)部分的工艺流程改造及优化。从C2204出来的富H2S甲醇溶液经C2205给料泵(P2203A/B)加压，E2215A-H管程换热升温后，进入C2205顶部进行热闪蒸，其中C2204底部液位由C2205顶部闪蒸段富含H2S的甲醇溶液流量调节阀控制。为保证甲醇溶液的清洁度，在E2215出口至流量调节阀之间的管线内增设甲醇过滤器(D2211)及其旁路，过滤甲醇溶液中夹带的杂质。甲醇物料从C2204到C2205的流程见图1。

C2204—再吸收塔； C2205—热再生塔； P2203A/B—热再生塔给料泵； E2215A-H—富甲醇/贫甲醇换热器； D2211—甲醇过滤器。

2 存在问题及原因

改进低温甲醇洗流程后，运行期间又陆续出现各种问题，如E2215内部结垢严重影响换热效率，原料气中N2含量偏高引起系统温度偏高，过滤甲醇里携带焦粉以及细小固体颗粒物，导致E2215壳侧通道堵塞，严重影响装置的高负荷运行。

原有甲醇物料流程换热效率不高，甲醇洁净度不够，需要对流程进一步优化改进。

3 处理措施

3.1 新增E2230

2017年，通过比对近几年运行数据，发现贫甲醇出口温度大大上升，同时在对E2215A进行抽芯清洗后发现内部结垢严重，这大大降低了换热器的换热效率。为保证E2215A的换热能力，新增1台E2230，并与低甲半贫液改造项目同步设计、施工、投运。新增E2230流程见图2。

C2204—再吸收塔； C2205—热再生塔； P2203A/B—热再生塔给料泵； E2215A—H-富甲醇/贫甲醇换热器； E2230—贫/富甲醇换热器； D2211—甲醇过滤器。

3.2 低甲半贫液流程优化改造

2018年，因原料气中N2含量高于设计值，系统温度偏高，同时部分换热器换热效果不能满足设计要求，扩能改造半贫液流程项目如下：

(1) 在贫甲醇出E2230后增加氨冷器(E2232)，设计负荷为657.3 kW。

(2) 在贫甲醇出E2215E后增加水冷器(E2231)，出口进贫/富甲醇换热器(E-2215D)，水冷器设计负荷1 269.8 kW。解决了系统温度偏高和冷量不足的问题。新增E2232、E2231流程见图3。

C2204—再吸收塔； C2205—热再生塔； P2203A/B—热再生塔给料泵； E2215A-H—富甲醇/贫甲醇换热器； E2230—贫/富甲醇换热器； E2232—氨冷器； E2231—水冷器； D2211—甲醇过滤器。

3.3 新增自动反清洗过滤器

2021年大检修开车后，5月时，低甲循环出现甲醇流通不畅的问题，净化气出口微量超标，负荷提升受阻。排查原因为E2230壳侧焦粉集聚，堵塞通道，导致低甲循环受阻。为保证循环甲醇的清洁度和低温甲醇洗的长周期稳定运行，进一步优化流程，在E2230前新增两台可切换自动反清洗过滤器(D2211A和D2211B)，过滤甲醇携带的焦粉以及细小固体颗粒物，保证装置整体负荷。新增过滤器D2211A和D2211B流程见图4。

C2204—再吸收塔； C2205—热再生塔； P2203A/B—热再生塔给料泵； E2215A—H-富甲醇/贫甲醇换热器； E2230—贫/富甲醇换热器； E2232—氨冷器； E2231—水冷器； D2211A/B—自动反清洗过滤器。

4 结语

通过优化低甲流程中C2204到C2205这一段甲醇物料流程，包括在E2215前新增E2230，提升换热效率；对原有低甲半贫液流程进行优化，通过在贫甲醇出E2230后增加氨冷器E2232，在E2215E后增加水冷器E2231，解决了系统温度偏高的难题；在E2230后增加D2211A和D2211B，过滤出甲醇中夹带的焦粉以及细小固体颗粒物，保证甲醇的洁净度，保障装置高负荷运行。