低温甲醇洗系统运行常见问题及对策探究

刘存龙(大唐呼伦贝尔化肥有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021000)

低温甲醇洗系统运行常见问题及对策探究

刘存龙(大唐呼伦贝尔化肥有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021000)

在工厂的实际生产过程中，低温甲醇洗系统往往会延伸一系列的问题，例如：CO2的浓度有可能达不到标准要求，单位时间内产品消耗能源过大等问题。对此，本文将围绕实际情况，对低温甲醇洗系统中存在的问题进行简要论述，并且提出对策和办法。

低温甲醇洗；常见问题；优化；传热效率

1 低温甲醇洗系统概述

在针对粗煤气包含的CO2以及其他一些有机硫等杂质的时候，低温甲醇洗系统就是关键所在，其效果的发挥，将会帮助液氨脱离CO以及CH等杂质创造一些必要的条件。对于CO2等杂质的吸收，甲醇洗系统发挥的是物理吸收作用，原理是：基于甲醇溶液的作用，围绕CO2以及有机硫等杂质进行物理吸收，进而达到对粗煤气中包含的CO2等杂质进行脱除的目的。在这一物理吸收流程中，甲醇依托的吸收物理效应主要是酸碱反应，具体反应公式如下：

通过上述公式，我们可以发现，甲醇自身的特性促使其对于CO2和H2S等杂质都具备吸收的作用。在通过具体的实验之后，针对甲醇的认识也得到了一定的深化：如果相对于CO2和H2S等气体来说，甲醇能够表现出较高的溶解度，但是针对CO和H2等气体而言，甲醇的溶解度还远远不够。这表明，甲醇的选择性是非常具备针对性的，伴随着环境要素(压力、温度)的变化，甲醇对于杂质类的吸收效果也将会产生不同的效率。

2 低温甲醇洗系统的常见问题分析

2.1 低温甲醇洗冷量不足问题

低温甲醇洗系统的运转，其操作流程如果不当，那么很容易出现一些问题，例如：因为制冷量效率较低，导致低温甲醇洗系统难以承担加负荷的任务，进而影响整个合成氨系统的生产效率。之所以会出现这样的问题，原因是多方面的：第一，在生产流程中，对贫液吸收液的量难以把握。在氨合成系统，低温甲醇洗系统要想获得一定的冷量，主要是依赖于氨混合吸收制冷装置，而其中承担换热任务的为C-02贫富液热交换器。不过在实际操作过程中，C-02贫富液热交换器的质量或者运转存在问题，那么其产生的阻力将会影响J-02浓氨水泵，进而无法承担加负荷的重担。一般来说，如果存在上述问题，那么J-02浓氨水泵的负荷电流极限值只有180A，而正常值通常都是260A，如此一来，氨压机内氨蒸发的速度将会变快，制冷能力受到非常大的影响，甲醇温度也难以得以制冷；第二，制冷装置自身的供氨量与设计标准存在较大出入，例如：国内大多数氨混合吸收制冷装置的供氨量在设计之初，其标准为18t/h，但是在实践操作中，多数都只能维持在12t/h-14t/h。如此一来，制冷装置本身的供氨能力就差强人意，甲醇要想发挥较好的吸收效果，难度显然较大。

2.2 开停车问题

在低温甲醇洗系统中，开停车系统是一个非常重要的组成部分，一般分成两个部分：其一为温度回温以后建立起来的循环降温开车，其二则是在较短的暂停时间后，系统基于低温状态直接开车。在开停车的操作中，如果操作不当，有可能造成甲醇消耗高的问题。例如：如果属于暂停低温开车的状态，那么甲醇的损失，多数原因都是因为工艺气流量的变动而引发的，这种甲醇损失往往能够被控制在一定的数量内。与之比较，循环降温开车状态下，许多工艺操作参数都存在较大幅度的变化空间，如此一来，甲醇消耗的量很有可能超越可承受的范围。低温甲醇洗系统运转的流程中，循环甲醇的温度是最重要的影响要素。通过上文可知，低温甲醇洗系统的目标便是将工艺原料气体中的CO2和H2S等杂质进行洗脱，而影响洗脱效率高度的因素便是温度的变化。只有保证温度持续在一种低温的环境，甲醇的吸收效果才能够达到。除此之外，气压也有可能和温度产生一定的联系，如果持续保证低温状态，那么甲醇的蒸气压速度将会下降，如此一来，甲醇的吸收就能够获取更多的时间，反之则会造成甲醇能耗的增加。所以，要想确保系统运转过程中甲醇拥有一个良好的吸收效果，不仅仅要保证低温环境的塑造，还要尽可能地从多方面来考虑甲醇能耗的优化和减小。通常来说，对于甲醇温度的控制，可以在-40℃— -60℃的范围内进行控制。

2.3 甲醇水分分离塔废水排放问题

甲醇水分离塔的运转，可以将甲醇吸收杂质气体过程中可能产生的水、粉尘等成分进行废料排放，不过在废料排放的时候，因为技术原因，一部分的甲醇有可能伴随着水、粉尘或者其他颗粒物的排放而排放，如此一来，整个甲醇洗系统的甲醇损耗将会提升。因此，在一定程度上，甲醇水分离塔的排污准确性和效率，将会对系统损耗的甲醇造成一定的影响。通常而言，在排放废料的时候，正常甲醇包含的指标应当在0.0012%的水平，不过系统在运转过程中，有可能导致蒸汽管网的压力发生一定的变动，进而直接影响废料排放过程中甲醇的含量，其水平也提升到了0.1%的程度，如此一来，甲醇消耗量大大提升。

2.4 CO2以及尾气携带甲醇问题

系统开车的过程中，伴随着负荷的陆续增长，CO2解析塔以及H2S浓缩塔等装置的运转负荷将会在短时间发生剧烈的变化，对于CO2和其他尾气的排放速度也会随之提升，从而造成部分甲醇会跟随着尾气等物质排放速度的加快而相继伴随而出，最终被排除离开装置以外。这一情况的发生，显然会造成系统本身损耗的甲醇提升，经济效益难以保证。

3 低温甲醇洗系统问题优化对策

3.1 优化贫液吸收装置系统

通过上文，我们可以发现，在贫液吸收的流程中，氨混合吸收制冷装置是一个非常重要的环节，所以为了尽可能地优化贫液吸收效果，可以对原来的板式换热器进行剔除，换上效果更好的列管式换热器，除此之外，还需要添加螺旋式换热器，这样做的主要目的是为了更好地控制装置内的贫液吸收液温度。通过如此改造，一般来说，贫液吸收量将会达到一个良好的标准水平。

3.2 灵活调节操作压力

如果将温度保持在一定的水平下，液体中气体的溶解度将会伴随着气体的均衡分压，呈现出正相关的关系。除此之外，如果对吸收压力进行提升，那么将会加快气体分子的分散效率，推动吸收的压力将会提升，吸收速度也将随之加快。所以，基于上述原则，提升操作压力，保证气体和液体的接触面积和效率，可以尽可能地提升气体净化的效率，如果硬件以及软件条件允许的话，工厂方面可以适当地考虑调节操作压力，进而减少系统对于甲醇的消耗量。

3.3 建立恰当的甲醇循环量

对CO2和H2S等气体的吸收，甲醇洗系统是依赖于甲醇的溶解度，而影响溶解度的要素，关键就在于酸性气和温度、压力之间的联系，如果保证温度和压力都能够维持在一定的条件，那么酸性气的溶解度也将会持续保持在一定的水平。基于传质动力学的理论内容，我们可以发现：液气比的值如果越大，那么酸性气的被吸收效率将会随之增强。就正常情况来说，甲醇循环量如果能够予以扩展，那么气体和液体在本系统内的接触层次将会愈加完全化，那么传质的效率也能够满足生产的需求。不过，如果过度加大甲醇循环量，有可能对冰机造成一定的磨损，进而失去对甲醇消耗的控制。所以，在设计和建立甲醇循环量的时候，一定要谨慎行事，将可能影响甲醇消耗的因素都考虑在内，进而研究和设计一个合理、准确的液气比，确保甲醇循环量与系统操作的适应能力，提升系统甲醇损耗优化效率。

3.4 对含甲醇废料进行回收利用

在离开了甲醇水分离塔以后，一些废料中有可能包含大量的甲醇，就实际情况来分析，这些废料在经过相关的处理以后，其中包含的甲醇是可以循环利用的。主要通过以下方式：设立一条专门的废水现场排放管线，将其连接甲醇水分离塔，另一端则是牵引至洗涤塔的脱盐水管线线路上。这一连接的实现，要考虑洗涤塔的正常运转不受影响。通过上述优化措施，可以帮助系统实现一个封闭式的循环系统设计，进而加强对废水中蕴含甲醇的循环利用。

[1]高青宇.低温甲醇洗运行与改造简述[J].西部煤化工.2009，(02).

[2]吕宏洋.降低低温甲醇洗甲醇消耗的技术改造[J].化工管理.2016，(26).

[3]王中杰,叶涛.低温甲醇洗工艺技术进展及应用分析[J].化工管理.2016，(27).

作者姓名：刘存龙(1978- )，男，汉，黑龙江齐齐哈尔人，毕业院校：齐齐哈尔职工大学，助理工程师，研究方向：低温甲醇洗。