摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。随着人们对环保的意识不断增强，煤化工领域也向着绿色环保节能的方向发展。常用的气体净化的方法主要有物理吸收和化学吸收。其中物理吸收是利用粗煤气中硫化氢、硫氧化碳、二氧化碳等能溶解于水或某些有机溶剂的特性，采用水洗工艺，碳酸丙烯酯工艺，低温甲醇洗工艺等。本文就低温甲醇洗净化气夹带甲醇原因分析及增产降耗措施展开探讨。
关键词：低温甲醇洗;甲醇损耗;优化;改进
引言
低温甲醇洗工艺(RectisolProcess)是20世纪50年代由德国林德公司(Linde)和鲁奇(Lurgi)联合开发的一种气体净化技术，以低温甲醇作为溶剂，通过物理吸收的方法脱除原料气中的酸性气体。整个装置由原料气冷却、酸性气体吸收、吸收剂甲醇溶液再生、甲醇水分离及换热网络组成，广泛地应用于合成甲醇、合成氨、制氢、城市煤气、天然气脱硫等气体净化装置中。
1低温甲醇洗工艺简介
一年产100万吨的煤制甲醇装置，采用大连理工大学的低温甲醇洗技术，工艺流程为:来自变换的变换气进入低温甲醇洗，经过进料气冷却器、分离器进入CO2吸收塔脱硫脱碳段，依次脱除H2S、COS和CO2后经一级原料气冷却器，二级原料气冷却器复热后去甲醇合成压缩工段。来自热再生塔经多次冷却的贫甲醇进人CO2吸收塔顶作为洗涤液。中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热产生的温升。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分进入闪蒸罐;另一部分溶液经氨冷器冷却后回流进入脱硫段以吸收变换气中的H2S和COS，自塔底出来的含硫富液进入含硫甲醇闪蒸罐。从闪蒸罐底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔汽提。塔底加入的氮气将CO2汽提出塔顶，然后经尾气冷却器回收冷量后高点放空。富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压，甲醇贫液冷却器换热升温后进入热再生塔顶部。甲醇中残存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的热量进行热再生，混合气出塔顶经多级冷却分离，甲醇一级冷凝液回流，二级冷凝液经换热进入H2S浓缩塔底部。分离出的酸性气体去硫回收单元。从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后进入甲醇水分离塔，分离甲醇和水。塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部。塔底出来的废水送煤浆制备工序或去污水处理系统。
2甲醇溶液消耗高的因素
在低温甲醇洗装置中，造成甲醇溶液消耗高的因素主要有以下几个方面:热再生塔酸性气体夹带、甲醇水分离塔底部废水夹带、净化气夹带、再吸收塔尾气夹带、含氨的甲醇排放和系统跑冒滴漏，其中主要原因为热再生塔酸性气体夹带及甲醇水分离塔底部废水夹带。通过对进硫回收工段的酸性气分离器调查发现:酸性气分离器含有大量的甲醇(约1t/d)，说明热再生塔酸性气夹带是造成甲醇损耗的主要原因。对甲醇水分离塔底部废水的分析中发现:废水中甲醇质量分数为0.62%，废水的排放也造成甲醇损耗过大。
3优化和改进措施
3.1改进和优化设备
降低出界区的气相中夹带甲醇的含量，尤其是避免出现气液夹带是降低系统甲醇损耗最直接也是最有效的方法。对于CO2吸收塔，可在其塔顶增设旋流板和丝网除沫器，并保证净化气出口与塔板之间有足够的气液分离空间来避免气液夹带，以降低气相中甲醇的含量。因为一旦塔顶气液分离空间不够，高速流动的气相可能携带过多的甲醇，这些甲醇来不及破沫沉降，并超出了气相丝网除沫器的除沫能力;特别是系统在高负荷下运行时，这种现象会加剧，成为气液夹带的主要原因。国内某些装置开车后，净化气夹带甲醇严重，在塔筒体结构不变的前提下，在塔顶增设旋流板效果明显。此外，还可以在净化气出界区之前增设1个气液分离器，并安装高效丝网除沫器来进一步分离气相中夹带的甲醇，同时可以通过分离罐的液位判断塔内气液两相是否充分分离、有无气液夹带。实践证明，通过上述措施可以使净化气中的甲醇摩尔分数控制在50×10-6以内。对于CO2产品气、酸性气和放空尾气，同样可在气相出口处设置丝网除沫器等，并保证有足够的气液分离空间，来降低气相中甲醇的含量。
3.2提高水分离塔底部操作温度，降低废水中的甲醇夹带
适当提高水分离塔的操作温度有利于重组分(水)的富集，降低废水中的甲醇含量，达到降低甲醇损耗的目的。在水分离塔底部废水排放时，要求将水分离塔底部温度提高至140～142℃，废水中的甲醇质量分数由原0.62%降至0.28%，大大减少了废水中的甲醇夹带损耗。
3.3甲醇被出CO2吸收塔顶的净化气夹带走
在日常运行中发现低温甲醇洗系统甲醇消耗过大，若判断甲醇被出CO2吸收塔顶的工艺气夹带走，应对出CO2吸收塔顶的工艺气进行取样，分析工艺气中的甲醇含量。工艺包中出CO2吸收塔顶的净化气中CH3OH<1.52×10-4，若分析发现远大于1.52×10-4，那么甲醇被出CO2吸收塔顶的净化气夹带走。首先进行工艺优化，降低进塔气中的CO的浓度，降低CO的分压，进而降低塔压差;同时将CO2吸收塔顶的压力控制提高0.05MPa，进CO2吸收塔的贫甲醇温度降低2℃，加大CO2吸收塔下塔循环量，这样可以提高甲醇的吸收能力，甲醇的重度增加，从而减少净化气夹带甲醇。如果通过工艺优化还无法解决甲醇消耗的问题，应从设备角度着手，依次排查吸收塔塔顶除沫器是否损坏，检查塔盘是否有附着物，检查塔盘浮阀是否脱落，检查塔内洗涤甲醇分布器，检查富甲醇冷却器是否内漏，检查段间甲醇冷却器是否堵塞或流动不畅造成泛塔。
3.4防垢剂加量、防垢时间和防垢温度不变
改变溶液pH值：溶液pH值为7～9范围内，防垢率能保持在60%以上。而当pH值大于9时，防垢率随pH值的增大迅速减小。
3.5CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏
在日常运行中判断CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器是否泄漏，应分析循环上回水中COD和CH3OH，若分析到贫甲醇泵出口水冷器循环上水中COD和CH3OH均为0，循环回水中CH3OH达到1.00×10-4，COD达到100mg/m3，则认为CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏。应将低温甲醇洗工段停车，对CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器打压查漏补焊。考虑到贫甲醇泵出口压力在6.0MPa，循环水压力为0.4MPa，贫甲醇泵出口水冷器压差太大，出现多次泄漏增加开停车次数，也可以进行技术改造，将水冷器由贫甲醇泵的出口改造到贫甲醇泵的入口，因为贫甲醇泵的入口只有0.1MPa的压力，避免了水冷器换热管内外壁压差过大容易泄漏的问题。
结语
通过工程设计上不断的摸索、改进、尝试和创新，一定会使低温甲醇洗工艺的甲醇损耗不断降低，在源头上为装置的稳定运行和节能减排奠定基础。——论文作者：王彬
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