低温甲醇洗装置降低甲醇损耗的改造

徐鸣 宁兴有

摘要：低温甲醇洗技术具有良好的净化度、选择性较高，具有容易再生的优势，了解低温甲醇洗技术工艺原理，分析低温甲醇洗技术可以为优化工艺流程，合理应用提供参考与支持。基于此，文章主要分析了低温甲醇洗技术的基础原理，探究了低温甲醇洗装置降低甲醇损耗方法。

关键词：低温甲醇;洗装置;甲醇损耗;改造

1、低温甲醇洗技术的基本原理

低温甲醇洗入口的变换气在主洗塔中进行脱硫脱碳，经洗涤获得合格的净化气送至后续合成工段，通过低温甲醇来进行物理吸收CO2、H2S等杂志。洗涤吸收了 H₂S、CO₂等成分的富液则进入中压闪蒸塔进行闪蒸，闪蒸气通过加压后送回主洗塔进行有效利用，闪蒸后富液进入再吸收塔进行闪蒸气提。闪蒸、气提的尾气（一段尾气量为 19697m³/h、二段尾气量为 21147m³/h、三段尾气量为 126711m3/h）被系统复热回收冷量后进入尾气洗涤塔，经脱盐水洗涤，最后排放至烟囱放空。出再吸收塔的富液进入热再生塔进行 H2S、HCN、NH₃的热再生，再生后浓度 25%的 H₂S 气体（1 891 m3/ h）送至硫回收装置生产硫磺。

2、影响甲醇损耗的原因分析

2.1、净化气夹带

净化气出塔时的温度和压力对甲醇的饱和蒸气压有较大影响。在其他条件不变的情况下，甲醇的蒸汽压是温度的函数，净化气温度越高，甲醇蒸汽压越大，净化气中夹带的甲醇就越多，长期的累积损耗量不容忽视。入塔贫甲醇温度过高、甲醇循环量过大、塔盘安装质量差、氣相气体流速过快、工况波动大等都会造成甲醇损耗增大。

2.2、二氧化碳放空尾气

在系统温度高，甲醇循环量匹配不合适以及甲醇质量不好的情况下，在吸收塔中甲醇吸收效果不好，导致在硫化氢浓缩塔中闪蒸出的二氧化碳相对较少经过富硫甲醇/尾气换后温度较高，势必会造成甲醇夹带量的增大。另外，硫化氢浓缩塔的气提氮气量不匹配也会造成二氧化碳解析量下降，换热后造成温度升高，甲醇损失量加大。

2.3、酸性气夹

带富含 H₂S的酸性气体温度偏高导致气体带液量增大，各闪蒸段的甲醇分离器分离不彻底，从而造成甲醇流失?酸性气体温度偏高主要有3个方面的原因：①回流的出口温度较高?主要是热再生塔冷凝器换热能力较差或者是热再生塔再沸器热量偏高造成的?②硫化氢浓缩塔中 CO₂未完全解析造成热再生塔出口流量增大，经过换热后导致并网酸性气温度升高。③热再生塔的操作温度比设计值高，导致去硫回收装置的酸性气温度高。

3、降低甲醇损耗采取的措施

3.1、净化气夹带

净化气出塔时的温度和压力对甲醇的饱和蒸气压有较大影响。在其他条件不变的情况下，甲醇的蒸汽压是温度的函数，净化气温度越高，甲醇蒸汽压越大，净化气中夹带的甲醇就越多，长期的累积损耗量不容忽视。入塔贫甲醇温度过高、甲醇循环量过大、塔盘安装质量差、气相气体流速过快、工况波动大等都会造成甲醇损耗增大。

3.2、尾气、CO₂

稳定尾气、CO₂出塔温度，正常工况下将其温度控制在-57℃以下，以降低其夹带的饱和甲醇蒸气量。大部分尾气经过尾气水洗塔洗涤、甲醇水塔脱水，能回收大部分夹带的饱和甲醇蒸气。正常工况下，尾气、CO₂中损耗的甲醇在设计指标之内。但在开、停车过程中，尾气、CO₂出塔温度较高，甲醇损耗增多，应在保证开、停车安全的前提下尽快使出塔尾气、CO₂温度达到正常的指标。在异常工况时，应注意硫化氢浓缩塔上段液位与顶部罐液位不能太高、尾气与 CO₂排放速度不能太快，否则容易产生气液夹带。2017 年 2 月，本装置尾气排放压力控制阀故障关闭，无法打开，再生系统压力在线紧急卸压处理时因尾气排放速率过快，造成甲醇被尾气夹带从现场尾气烟囱口带出。

3.3、氨冷器隔离方案

氨冷器隔离方案是在发生内漏的氨冷器气氨和液氨管线上加设盲板隔离，防止富甲醇与氨接触混合，泄漏进入壳侧的富甲醇通过低点接管至低温甲醇洗装置地下槽，最终经地下槽泵送至甲醇/水分离塔予以回收。（1）通过对生产工艺状况的分析，含硫甲醇氨冷器和无硫甲醇氨冷器还有增大冷量供应的空间，冰机也具备提高负荷的条件。另外，无硫甲醇冷却器的冷介质为来自液氮洗装置的低温净化气，通过增大液氮洗装置冷箱直补液氮量可以加大来自液氮洗装置的低温净化气量。以上措施均可为低温甲醇洗装置进一步提供冷量。（2）氨冷器壳侧的结晶主要为氨基甲酸铵以及少量的碳酸铵和碳酸氢铵。资料显示，氨基甲酸铵和碳酸氢铵可溶于甲醇但溶解度不高，几种生成物均易溶于水，但需要将换热器复热，否则可能在除结晶过程中出现低温结冰问题。根据以上情况，考虑到甲醇与水的混合溶液冰点较低，如含甲醇体积分数35%的水溶液的冰点为-25℃，可配制水与甲醇低温混合液除结晶，结晶溶解处理完毕后充氮气进行干燥。

3.4、外排废水

为稳定甲醇水分离塔的操作，采取了提高塔釜液位的措施，将该塔液位控制在 80%～90%，以降低该塔对工况波动的敏感性，必要时需调节直补蒸汽量的大小以稳定该塔液位和温度。现该塔操作稳定，塔顶、塔底、灵敏板温度波动很小，外排废水中甲醇的质量含量长期稳定在低于设计指标0.02%。

结束语

低温甲醇洗装置的工况较为复杂，设备既要经受湿硫化氢应力腐蚀的影响，又要考虑酸腐蚀问题。在此次处置过程中，安全和环保风险是处置措施和方案制定的首要考虑因素，但坚持在危险因素可控的情况下，采取科学合理的方法使内漏及其产生的影响得到控制，从而确保装置能按计划进行检修。

参考文献：

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