低溫甲醇洗凈化氣中總硫含量超標原因分析

王金華

兗州煤業(yè)榆林能化有限公司， 陜西榆林 719000

我廠低溫甲醇洗的凈化氣用于生產(chǎn)甲醇，要求凈化氣總硫含量嚴格控制在0.1ppm 以下?？偭蚝砍瑯藭斐珊铣纱呋瘎┲卸荆蟠蠼档秃铣纱呋瘎┑氖褂脡勖?，直接影響甲醇裝置的生產(chǎn)。在我廠實際運行中，由于甲醇循環(huán)溫度高、甲醇水含量偏高以及甲醇再生效果差等原因經(jīng)常引起凈煤氣中總硫含量超標,本文針對這些原因進行了分析,并在此基礎上提出了一些降低凈煤氣中總硫含量的控制措施。

1 低溫甲醇洗工藝的基本原理

低溫甲醇洗是50 年代初德國林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的一種氣體凈化工藝。該工藝利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的優(yōu)良特性，以冷甲醇為吸收溶劑脫除原料氣中的酸性氣體。低溫甲醇洗工藝利用甲醇的選擇吸收特性,在高壓低溫條件下用冷甲醇對CO2、H2S 等酸性氣體進行吸收脫除。氣體的脫硫和脫碳可在同一個塔內(nèi)分段、選擇性地進行，是目前國內(nèi)外所公認的最為經(jīng)濟且凈化度高的合成氣深度脫硫技術(shù)，與其它脫硫、脫碳工藝相比具有電耗低、蒸汽消耗少，溶劑價格便宜，操作費用低等優(yōu)點。

2 凈化氣中總硫含量影響因素分析

2.1 操作溫度

低溫有利于氣體的吸收脫除，低溫甲醇洗工段的冷量來源于丙烯氣化制冷和溶解了CO2的甲醇在再吸收塔內(nèi)分段閃蒸和N2 氣提段氣提降溫，通過以上3 種方法來降低甲醇液的溫度，溫度越低越有利于硫化物的吸收，再吸收塔底部甲醇溫度能達到-58℃，進吸收塔的貧甲醇溫度在-48℃左右。若系統(tǒng)冷量不足，造成進入吸收塔的貧甲醇的溫度過高，吸收效果不好，原料氣中的H2S 不易被洗凈而造成總硫超標。

2.2 甲醇的循環(huán)量

甲醇的循環(huán)量是控制凈化氣中總硫含量的主要因素。循環(huán)量過小造成甲醇吸收的H2S 的量減少，氣相中H2S 不能完全洗滌干凈，造成總硫超標現(xiàn)象：適當增加系統(tǒng)甲醇循環(huán)量，液氣比增大, 吸收推動力增大, 原料氣中H2S 較易脫除,一般來說，一萬標方的氣量對應13 m3～14m3左右的循環(huán)量比較合適。

2.3 甲醇的再生效果

甲醇的再生效果是影響凈化氣中總硫含量的主要因素之一。在低溫甲醇洗系統(tǒng)中, 甲醇再生有三種方法：閃蒸、氮氣氣提和加熱再生。甲醇作為吸收劑由于已溶解了CO2和H2S 等，若甲醇再生效果不好, 仍有部分CO2和硫化物未釋放出去，循環(huán)甲醇的吸收洗滌能力下降，吸收效率降低。

2.4 甲醇的含水量

貧甲醇中的水含量是低溫甲醇洗的重要控制指標，甲醇中含水量過多不但會影響對H2S 等氣體的吸收效果，還會增大對設備的腐蝕。甲醇中含水量達5% 時, 將導致CO2的溶解度比在純甲醇中的溶解度下降約為15% ， H2S 的溶解度也大幅下降。利用醇水分離塔控制溶液系統(tǒng)中的水含量。而甲醇洗滌系統(tǒng)中的水的脫除主要在醇水分離塔內(nèi)完成，因為醇水分離塔的工況好壞決定了甲醇的脫水效果。

2.5 系統(tǒng)中NH3 含量的影響

若氨洗塔的洗滌效果不好，NH3進入甲醇洗系統(tǒng)后不容易脫除，隨著NH3的累積，氨最終會在熱再生甲醇中形成(NH4)2S，當熱再生甲醇送到吸收塔頂部時，(NH4)2S 分解再次釋放出硫化氫，揮發(fā)到凈化氣從而產(chǎn)生硫化物超標現(xiàn)象。

2.6 氣提氮氣的壓力和流量

在正常生產(chǎn)情況下，低溫甲醇洗系統(tǒng)是一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，氣提氮氣的壓力和流量波動都會對甲醇的再生效果影響很大，若空分運行不穩(wěn)定，低壓氮氣的壓力和流量突然波動時，要及時調(diào)整氣提氮氣的量。

2.7 換熱器內(nèi)漏

變換氣壓力略高于凈化氣，若變換氣和凈化氣換熱器發(fā)生內(nèi)漏現(xiàn)象，則導致變換氣向凈化氣竄氣，導致出口凈化氣硫含量增加。富硫甲醇和貧甲醇換熱器內(nèi)漏，富硫甲醇進入貧甲醇中，也會造成凈化氣中硫含量增加

2.8 吸收塔塔板浮閥脫落

如果低溫甲醇洗系統(tǒng)接變換氣時太快，變換氣在吸收塔內(nèi)流動速度過快，容易將塔板吹翻或者塔板上浮閥吹落造成液體短路，氣液不能充分接觸，吸收洗滌效率降低，凈化氣中總硫濃度超出指標。

3 防止硫化物超標的改進措施

1）加強丙烯制冷裝置的操作，注意前后工段的溝通和聯(lián)系；

2）注意監(jiān)測低壓氮氣系統(tǒng)，保證氣提氮氣的壓力和流量，控制再吸收塔的壓力約為常壓，加大CO2的閃蒸效果從而盡量降低甲醇溫度, 促進甲醇對H2S 的吸收；

3）根據(jù)比例適當加大甲醇的循環(huán)量，提高液氣比，從而增大吸收H2S 的推動力；

4）優(yōu)化熱再生塔和甲醇水分離塔的操作，提高甲醇再生效果；

5）系統(tǒng)接入變換氣時，注意控制加負荷速率和換熱器管殼程壓差，接氣或泄壓時不能太快，防止塔盤浮閥脫落或者變熱器管殼程壓差過高，以保護設備；

6）加強水洗塔的操作, 保證水洗效果, 盡量控制NH3含量。

通過采取上述措施，低溫甲醇洗凈化氣中總硫明顯降低，達到工藝要求，滿足后工段生產(chǎn)指標，裝置運行周期大大延長。

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