改造低溫甲醇洗裝置，降低凈煤氣中二氧化碳含量

喬景紅

（河南煤氣化公司義馬氣化廠，河南義馬472300）

為了適應(yīng)市場需求，我廠將由生產(chǎn)城市煤氣，改為生產(chǎn)天然氣，并聯(lián)產(chǎn)醋酸、甲醇、氨、硝氨等一系列新產(chǎn)品。為了滿足新產(chǎn)品的需要，需要將凈煤氣中的CO2指標由1%～3%降至20mg·kg-1以下，改造低溫甲醇洗裝置，并輔以新的操作思路，降低凈煤氣中的CO2含量。

1 流程簡介[1]

義馬氣化廠低溫甲醇洗裝置主要采用德國魯奇低溫甲醇洗的9 塔工藝流程，主洗系統(tǒng)采用的是5 塔流程。K01（H2S 吸收塔）塔和K02（CO2吸收塔）塔是將從氣化過來的粗煤氣中的CO2、H2S、有機硫、HCN、石腦油、水以及其它雜質(zhì)脫除，生產(chǎn)出合格的凈煤氣；K03 塔是CO2閃蒸塔，是將吸收完CO2的甲醇經(jīng)過閃蒸再生釋放出CO2，得到貧甲醇吸收液；K04 塔是H2S 濃縮塔，該塔主要是閃蒸出CO2，并濃縮H2S；K05 塔是熱再生塔，主要將H2S 濃縮塔的甲醇液經(jīng)過加熱使H2S 再生出來，再生后的精甲醇作為CO2吸收塔的吸收液，以保證凈煤氣指標達到設(shè)計值。

2 改造措施

K02 塔為CO2吸收塔，分3 段吸收，在精洗段的頂部噴入-38℃的甲醇貧液以最后脫除凈煤氣中的硫化物和CO2，為了將凈煤氣中的CO2指標由1%～3%降至20mg·kg-1以下，降低精甲醇的溫度到-45℃是保證凈煤氣指標合格的必要條件[2]，為了降低精甲醇的溫度，對低溫甲醇洗裝置進行如下改造：

（1）將貧富液換熱器W012A/B前新增一組W012 L/M，目的是將W012 出口貧甲醇溫度CT036 降至-38℃（未增加W012L/M前，W012 貧甲醇出口溫度設(shè)計值也是-38℃，實際生產(chǎn)中為-30℃）

表1 增加貧富液換熱器后的溫度對比Tab.1 Temperature contrast adding poor-rich liquid exchanger

從表1 可以看出，新增一組換熱器后，冷量回收效果較好，出冷端的貧甲醇溫度降到了設(shè)計值以下-40.0℃。

（2）新增一臺甲醇貧液/甲醇半貧液換熱器W023，即進入K02 塔精洗段的甲醇貧液與進入K02 塔主洗段的甲醇半貧液換熱，使進入K02 塔的甲醇貧液溫度由-38℃降至-45℃，目的是進一步提高甲醇貧液的吸收能力。經(jīng)實際生產(chǎn)運行，增加W23 換熱器后，精洗段貧甲醇的溫度平均降到-47℃，達到了改造設(shè)計的要求。

（3）新增W01R 與W01 并聯(lián)，將出凈化界區(qū)的凈煤氣溫度由10℃升高到18℃，管程出口粗煤氣溫度由原來的23℃降低到18℃，目的是進一步回收凈煤氣中的冷量，減少吸收制冷供氨量。經(jīng)實際生產(chǎn)運行，將粗煤氣溫度降到了平均17.5℃，達到了改造設(shè)計的要求。

（4）為了提高系統(tǒng)的清潔度，在入K05 熱再生塔前增加了過濾器，將系統(tǒng)的煤粉，通過過濾器濾出，當(dāng)過濾器壓差升高時，及時清洗過濾器，保證系統(tǒng)的清潔，同時也提高了各個換熱器的換熱效果。

3 優(yōu)化操作

根據(jù)甲醇對粗煤氣吸收的幾個要素進行調(diào)整，優(yōu)化操作：

（1）提高系統(tǒng)吸收壓力，壓力越高甲醇吸收效果越好 當(dāng)凈煤氣中的CO2指標控制在1%～3%時，系統(tǒng)壓力的控制在2200kPa，以粗煤氣調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)壓力，與生產(chǎn)部協(xié)調(diào)，改用凈煤氣控制系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)壓力PV007 控制在2450kPa 以上，如凈煤氣全進冷箱期間，系統(tǒng)壓力低時微關(guān)凈煤氣至冷箱調(diào)節(jié)閥，提高系統(tǒng)壓力；或者通過加粗煤氣負荷提高系統(tǒng)壓力。如部分凈煤氣進冷箱、部分凈煤氣進甲醇合成，系統(tǒng)壓力低時需要關(guān)凈煤氣進冷箱的閥門或關(guān)進甲醇合成的閥門來提高系統(tǒng)壓力。

（2）增加氣體氮量，提高半貧甲醇的純度[2]通過提高K03 塔Ⅲ段、K04 塔Ⅱ段的氣提氮量（目前在同樣負荷下，氣提氮的量是原先的1.5 倍），提高閃蒸液的閃蒸效果，且閃蒸液的純度增加，貧液、半貧液洗滌的循環(huán)量降低，閃蒸液的飽和度增加，閃蒸冷量增加，使閃蒸液的溫度比以前降低了5～7℃，使低溫甲醇洗整個系統(tǒng)溫度明顯降低，循環(huán)量的匹配比設(shè)計值略低。

表2 當(dāng)粗煤氣為10 萬Nm3·h-1 時，N2 調(diào)整前后效果對比Tab.2 Following contrast before and after the nitrogen adjustment,when the crude coal gas quantity is 10Nm3·h-1

由表2 可以看出，通過N2的調(diào)整，系統(tǒng)的溫度和循環(huán)量都降低，此操作思路也為再增加負荷運行奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

綜上所述，通過對低溫甲醇洗裝置的流程優(yōu)化和操作優(yōu)化，不僅使凈煤氣中的工藝指標滿足了新產(chǎn)品調(diào)整的需要，且裝置的負荷也能提高到120%，為義烏氣化廠新產(chǎn)品高負荷運行提供了有力的保障，同時也為工廠增加了效益。

［1］付長亮，張愛民.現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.157-169.

［2］陳敏恒.化工原理（下冊）第三版［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.1-98.