林德低温甲醇洗工艺甲醇损耗的问题分析

赵吉科

摘 要：低温甲醇系在工业生产中有着极为重要的作用，特别是对于煤化工领域而言，低温甲醇洗几乎必不可少。但是在具体生产中，由于循环利用甲醇，难免会存在相应的损耗问题，因此本文以林德低温甲醇洗工艺为例，细致分析甲醇损耗的原因及相关改善措施，希望可以借此给林德低温甲醇洗工艺优化的相关研究提供一定的参考措施。

关键词：林德低温甲醇洗;甲醇损耗;优化措施

1 林德低温甲醇洗工艺概述

在煤化工领域都会直接或间接的用到气体净化装置，而低温甲醇洗就是气体净化中重要的工艺之一，而且也是当前最具竞争力和最成熟的气体净化技术。特别是在煤气净化以及天然气脱硫等领域中，低温甲醇洗工艺更是必不可少。所以在工业发展的过程中，低温甲醇洗的应用范围不断扩大，而且相关的工艺探究也更加深入。因此虽然低温甲醇洗工艺的前期投资较高，但是由于溶剂价格便宜、操作简单及脱硫净化程度较高等原因，仍然是很多煤化工企业气体净化的首选。目前在我国的工业生产中，低温甲醇洗的工艺技术已经较为成熟，广泛地用于合成氨、工业制氢气和天然气脱硫等。而且低温甲醇洗工艺的溶液循环量小、净化气质量高、溶剂也较为廉价，这一进一步扩宽了低温甲醇洗的应用范围。

低温甲醇洗的具体工艺需要有效结合企业的实际生产情况，它和原料组成、装置规模以及产品方案有着密切的关系。因此很多生产企业在自身科研能力不足的情况下，大多和研究院以及煤化工工程公司合作来进行工艺设计和技术研发，而相应的研究院及工程公司往往是利用低温甲醇洗的要求来进行基础数学模型的建立，然后结合自身的经验来配套设立相应的工艺流程。所以，我国目前的低温甲醇洗工艺研发主要是企业和院校之间合作为主。

2 低温甲醇洗甲醇损耗问题及优化措施

低温甲醇洗原理为根据低温状况下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气溶解吸收性大，而对CO和H2溶解吸收性小的这种选择性，来脱除变换气中H2S和部分CO2等酸性气，从而达到净化变换气的目的，为甲醇合成提供合格的合成气，上述过程为物理吸收过程，吸收过的富甲醇再经过减压、氮气气提、加热再生分别释放H2S和CO2气体，并将甲醇再生为贫甲醇，甲醇循环利用，在此过程中通过水冷器，CO2的气提闪蒸和冷冻单元丙烯压缩机提供的丙烯闪蒸制冷来为低温甲醇洗提冷量。经过2011年7月装置大检修后，系统在高负荷下运行，在运行过程中，低温甲醇洗甲醇损耗（两系统）每月平均消耗甲醇约120t左右（虽均在设计值内，设计值为160t/月），其中一系列每月消耗约40t，二系列每月消耗约80t。严重影响装置的优化运行，通过将低温甲醇洗系统优化，增加冷冻单元的负荷、调整气提氮量、调整甲醇的分配量及调整循环甲醇的品质等手段将系统甲醇损耗每月降至70t左右，为公司的节能降耗贡献了一份力量。现将影响低温甲醇洗甲醇损耗原因及相关对策祥述一二：

2.1 系统循环甲醇温度（低温甲醇洗各激冷器负荷）的影响

循环甲醇温度高低影响二氧化碳产品塔和硫化氢浓缩塔塔顶温度的高低，对二氧化碳和尾气中的甲醇含量有直接影响。措施：通过增加各激冷器的负荷，降低系统循环甲醇的温度，使二氧化碳产品塔和硫化氢浓缩塔的塔顶温度明显降低。

2.2 气提氮气量的影响

气提氮气量大对硫化氢浓缩有利，但气提氮气量过大会导致尾气中甲醇含量增多，因而在满足硫回收对酸性气浓度要求的前提下适当降低气提氮气的量对减少尾气中甲醇含量有利。

2.3 循环甲醇在各塔（段）的分配量的影响

循环甲醇在甲醇洗涤塔上下段的分配量和不含硫化氢的富甲醇在二氧化碳产品塔和硫化氢浓缩塔的分配量决定了不含硫化氢的富甲醇去二氧化碳产品塔和硫化氢浓缩塔塔顶量的大小，去塔顶富甲醇的量太少，出界区的物料硫化氢超标，造成环保事故。若去塔顶的富甲醇的量太大，会造成出界区的物料中甲醇含量高。措施：通过缓慢调整各分配量，在满足工艺条件的前提下，尽量减少去塔顶富甲醇的量，二氧化碳产品和尾气中甲醇含量明显减少。

2.4 循环甲醇的品质影响

甲醇中的水含量和氨含量对甲醇损耗有很大影响，水含量高系统的腐蚀严重，影响换热器换热效果，同时增加了过滤器的过滤频次，造成甲醇损耗;系统中适量的氨含量对系统有利，可减缓系统腐蚀，若氨含量过高，在热再生系统汽相管线会出现铵盐结晶，造成热再生系统复热，造成甲醇损耗增大。措施：增大低温甲醇洗前工段变换單元洗氨塔的洗涤水量，降低出洗氨塔工艺气的温度来增大洗氨效果;低甲系统定期排氨，根据贫甲醇pH值和热再生塔汽相管线的情况，定期排氨;控制好工艺气进低温甲醇洗系统的温度，减少带入低温甲醇洗的水量，同时提高甲醇水分离塔的负荷和控制好甲醇水分离塔出口温度，减少系统中甲醇的水含量和废水中的甲醇含量;加强甲醇的过滤，定期清洗过滤器。

2.5 日常操作中系统稳定性的影响

日常生产中前工段进低温甲醇洗工段的工艺气压力，前工段进入低温甲醇洗工艺气负荷和组分的不稳定，会造成各个换热器温度忽高忽低，各塔罐的压力也忽高忽低，造成系统冷量损失和带出大量的甲醇。措施：联系前后工段控制好整个系统的压力，控制好前系统的工艺气组分和负荷使系统稳定运行来减少甲醇的损失。

2.6 设备损坏的影响

设备损坏对甲醇损耗有很大影响，各塔罐除沫网坏了，甲醇会直接带出系统;塔盘等内件损坏，也会造成甲醇带出系统和造成系统运行不稳定，从而造成甲醇损失;换热器和激冷器等设备内漏，会造成甲醇漏到外系统和带出系统，也可能其他介质带入甲醇系统，造成被甲醇污染，继而造成甲醇损耗;塔，罐，换热器，管道，设备，机泵等设备外漏，会直接加大甲醇损耗。措施：加强现场巡检，及时发现跑冒滴漏，及时处理;中控认真操作，加强巡屏，及时发现问题并及时处理;大检修时及时检查与修复有问题的设备与管线。

通过以上措施调整，二氧化碳产品中的甲醇含量由原来的350ppm降至250ppm，未经尾气洗涤塔洗涤的尾气中的甲醇由原来的500ppm降至300ppm，热再生塔铵盐结晶现象明显减少，低温甲醇洗系统甲醇损耗情况明显改善，由原来的120t/月降至70t/月，效果显著。

3 结语

低温甲醇洗工艺在具体运行中会受到多种因素的影响，在不同的影响因素下，甲醇损耗量会产生明显的不同，这就会带来相应的成本问题。基于此，本课题重点探究甲醇损耗的相关原因，从系统循环甲醇温度、气提氮量循环、甲醇在各段的分配量、循环甲醇的品质、日常操作中系统稳定性以及设备损坏6个方面探究不同因素对低温甲醇洗工艺中甲醇损耗的具体影响，并且提出了相应的优化措施，结合当前生产的实际情况分析采取优化措施后甲醇损耗的改善情况，希望能够通过本文的研究给我国低温甲醇洗中甲醇损耗相关问题的工艺完善提供一定的参考意义。

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