低溫甲醇洗甲醇消耗高及甲醇水塔問題分析及對策

徐方杰，楊帥龍

（河南能源化工集團永城永金化工有限公司，河南永城476600）

低溫甲醇洗甲醇消耗高及甲醇水塔問題分析及對策

徐方杰，楊帥龍

（河南能源化工集團永城永金化工有限公司，河南永城476600）

針對裝置泄漏、廢水外送及氣象夾帶等造成甲醇合成氣低溫甲醇洗裝置中甲醇消耗偏高的原因，采用了加強監(jiān)測、嚴格控制指標、技術改造及調整操作等手段，顯著降低了甲醇消耗量。并分析了甲醇水塔生產中出現(xiàn)液泛、塔盤較臟、靈敏板上部溫度高于下部、塔釜溫度低于上一層溫度和靈敏板溫度較高等問題的原因，針對各個問題給出相應對策，以保證生產正常進行。

低溫甲醇洗；耗醇嚴重；甲醇水塔；液泛；對策

低溫甲醇洗通過物理吸收的方法將酸性氣體凈化［1-4］?；诩状荚诘蜏叵聦λ嵝詺怏w有極大的溶解能力、在高溫下能夠解析脫除的工作原理，可將變換氣中的H2S、CO2等氣體進行有效脫除［5-6］。某公司通過煤氣化變換及低溫甲醇洗制備出合格的合成氣，保證180×103m3/h（標準狀態(tài)）的合成氣量滿足下游合成甲醇的需求。然而該裝置工藝復雜、設備多、管線長，運行周期長，生產中甲醇消耗嚴重，成為降低成本的重要途徑之一。

氣化爐出口粗煤氣中還含有氣態(tài)輕油和芳香類物質，為保證低溫甲醇洗滌效果，先用甲醇脫除該類物質，吸收烴類組分的混合物，以水為萃取劑將甲醇和烴類分離，分離所得的甲醇水混合液進入甲醇水塔實現(xiàn)甲醇和水的分離，以回收甲醇、節(jié)約成本［7-8］。

1　醇耗問題及對策

根據工藝原設計，甲醇消耗保證值最大為97.5 kg/h（2.34 t/d），其中排污甲醇量為40 kg/h，其他甲醇消耗正常為57.5 kg/h。但目前日耗醇高達15 t/d，是設計的6.41倍。

1.1裝置跑冒滴漏

生產中甲醇脫水塔再沸器存在內漏現(xiàn)象，在停車時甲醇將漏入冷凝液，因此該部分甲醇將隨冷凝液流出系統(tǒng)，根據計算每次開停車甲醇損失約為4 kg/次。通過加強凝液分析頻次，密切監(jiān)測再沸器的泄漏情況，及時進行修復，以減少甲醇損失。

1.2廢水外送損失

甲醇脫水塔廢水排放至污水管線，外排廢水中甲醇的質量分數(shù)月平均為10×10-6，廢水質量流量目前為5 t/h，則月耗甲醇36 kg。通過調整工藝指標及操作可提高甲醇收率，減少甲醇消耗。

1.3氣相夾帶

生產中夾帶有甲醇的氣相有合成氣、酸氣、尾氣、二氧化碳及循環(huán)氣等，其設計值和生產過程實際值的具體數(shù)據見表1。

表1　改造前后氣相夾帶甲醇含量Tab1Methanolcontentingasphasebeforeandaftermodification

由表1可見，實際生產中各種氣體夾帶甲醇，是造成甲醇消耗偏高的主要因素。

1）合成氣夾帶甲醇。甲醇洗滌塔塔頂?shù)囊合喑两稻嚯x偏小可能是造成合成氣夾帶甲醇嚴重的主要原因，因此通過設備改造使從貧甲醇入口管來的液體不經第104層和105層塔盤直接進入第103層，這樣就增加了氣相中攜帶液相的沉降距離，減少夾帶。

2）酸氣夾帶甲醇。對生產工況進行研究發(fā)現(xiàn)，實際操作進入回流槽氣體溫度和進入酸氣分離器的氣體溫度都較設計高，因此導致甲醇未能較好冷凝，從而殘留在氣相中。同時酸氣分離器出口酸氣流量大，導致甲醇最終換熱器和熱再生塔冷凝器負荷大，使酸氣溫度偏高，導致酸氣夾帶甲醇量增大。因此為了較好解決該問題應合理調整再沸器的熱量，根據負荷控制再吸收塔汽提的氮氣量都可以控制酸氣夾帶甲醇。

3）二氧化碳夾帶甲醇。再吸收塔二段閃蒸出的CO2分路，分別經甲醇脫水塔再沸器和E15216后溫度較高，這將成為CO2夾帶甲醇的主要原因。通過降低進入中壓閃蒸塔二段甲醇溫度，提高E15208的冷量，可從根本上減少CO2夾帶的甲醇量。

2　甲醇水塔問題及對策

采用具有45層塔板的板式塔作為甲醇水塔，甲醇水混合液分3路進入甲醇水塔，底部再沸器經0.5 MPa低壓蒸汽加熱后氣相返回塔內，與塔頂精甲醇回流液換熱后，甲醇蒸汽從塔頂引出至熱再生塔回收。而塔底廢水送至污水生化處理。

甲醇水塔正常運行中塔壓較低，且從下到上溫度呈現(xiàn)梯度依次降低。生產中時常出現(xiàn)塔壓或塔溫異常，在此對部分異?，F(xiàn)象進行原因分析并做出相應對策。

2.1水塔出現(xiàn)液泛

在生產過程中可能因負荷過大導致甲醇水塔出現(xiàn)液泛，此時整個塔的壓差大，而且會出現(xiàn)塔釜液位忽高忽低的現(xiàn)象。發(fā)生液泛時將影響系統(tǒng)的正常操作，導致塔頂產品水分超標。出現(xiàn)該事故時有2種處理方法：減蒸汽，減回流；加蒸汽，減回流。

減蒸汽減回流應同時進行，使塔內甲醇水落到塔底，在此過程中減蒸汽的速度要快于減回流，否則液泛事故處理將消耗較長時間，導致塔頂長時間嚴重超標，而且塔釜液位也會非常高。加蒸汽減回流操作，主要通過增加的蒸汽熱量將塔內液體蒸至熱再生塔，該操作會導致塔頂嚴重超標，但對系統(tǒng)造不成嚴重影響。然而蒸汽加入過大可能導致塔釜液位拉空，此時塔頂溫度已非常高，塔壓力會迅速下降，低于操作壓力。此時再減少蒸汽加入量，加大回流，塔頂溫度將快速下降。

2.2塔盤較臟

通常情況下精餾段物料較干凈，而提餾段物料中可能含有外界帶來的異物，在塔盤堆積后易造成塔盤堵塞。塔盤上液體不能較好流下，當聚集到一定程度時迅速下降，靈敏板以下溫度將發(fā)生較明顯變化。如此反復，導致塔底和靈敏板溫度呈現(xiàn)出忽高忽低的趨勢，不能維持穩(wěn)定狀態(tài)。出現(xiàn)此種情況應減負荷運行，或者在線煮塔。切記負荷不能過大，蒸汽不能加過大，否則會造成塔差較高且波動大、塔頂超標回流加較大，難以控制。

2.3靈敏板上部溫度高于下部

此種情況原因可能有2：塔盤較臟，負荷過低。

如果塔盤較臟，落液不暢，導致靈敏板以上水含量較高，溫度較高，此時應采取上述方法進行處理。如果負荷過低，將導致塔內壓力較低，塔頂產品從熱再生塔倒流，使靈敏板上部溫度較高，此時加大回流也不能將溫度降低，應適當減小回流，增加蒸汽量，提高塔身壓力，塔頂溫度將逐漸下降，達到正常操作狀況。

2.4塔釜溫度低于上一層溫度

在操作過程中，有時將出現(xiàn)甲醇水塔運行狀況正常，但塔釜溫度較上一層溫度低的異?，F(xiàn)象。此種情況是進料中甲醇含量高引起的。甲醇含量較高，在原來的蒸汽量加熱下，塔內甲醇蒸汽相對較多，塔內壓力較高造成塔憋壓。而進料甲醇較高，由于蒸汽不足導致塔釜甲醇殘留，塔釜組分變化引起泡點降低。通過加大蒸汽量去除塔底甲醇，同時適當降低熱再生塔壓力，便于甲醇蒸汽進入熱再生塔，可解決該問題。

2.5靈敏板溫度較高

當靈敏板位置不當或進料水含量較高，可能由于進料重組分含量增加導致靈敏板溫度升高。在前系統(tǒng)可適當減少補水，降低進料中水分含量，待靈敏板之上溫度不高呈梯度，即可進行正常操作。

3　總結

通過加強分析、嚴格控制指標及技改手段顯著降低了低溫甲醇洗耗醇嚴重的問題。但耗醇依然超過設計值，氣體夾帶甲醇是一個復雜的問題，受多方面因素影響，因此想進一步解決耗醇問題，仍需進一步研究。另外對甲醇水塔出現(xiàn)的各個問題，提出相應的調整措施，指導生產穩(wěn)定運行。

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［5］董忠民.魯奇型低溫甲醇洗工藝探討［J］.大氮肥，1995（6）:474-476.

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經驗交流

TQ223.12+3

B

10.3969/j.issn.1006-6829.2016.02.011

2016-01-18

2016-02-22