低溫甲醇洗甲醇消耗高及甲醇水塔問(wèn)題分析及對(duì)策

徐方杰，楊帥龍

（河南能源化工集團(tuán)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(wèn)題分析及對(duì)策

徐方杰，楊帥龍

（河南能源化工集團(tuán)永城永金化工有限公司，河南永城476600）

針對(duì)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(qiáng)監(jiān)測(cè)、嚴(yán)格控制指標(biāo)、技術(shù)改造及調(diào)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(chǎn)中出現(xiàn)液泛、塔盤(pán)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(wèn)題的原因，針對(duì)各個(gè)問(wèn)題給出相應(yīng)對(duì)策，以保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。

低溫甲醇洗；耗醇嚴(yán)重；甲醇水塔；液泛；對(duì)策

低溫甲醇洗通過(guò)物理吸收的方法將酸性氣體凈化［1-4］?；诩状荚诘蜏叵聦?duì)酸性氣體有極大的溶解能力、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(jìn)行有效脫除［5-6］。某公司通過(guò)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）的合成氣量滿(mǎn)足下游合成甲醇的需求。然而該裝置工藝復(fù)雜、設(shè)備多、管線(xiàn)長(zhǎng)，運(yùn)行周期長(zhǎng)，生產(chǎn)中甲醇消耗嚴(yán)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(lèi)物質(zhì)，為保證低溫甲醇洗滌效果，先用甲醇脫除該類(lèi)物質(zhì)，吸收烴類(lèi)組分的混合物，以水為萃取劑將甲醇和烴類(lèi)分離，分離所得的甲醇水混合液進(jìn)入甲醇水塔實(shí)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(wèn)題及對(duì)策

根據(jù)工藝原設(shè)計(jì)，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(dá)15 t/d，是設(shè)計(jì)的6.41倍。

1.1裝置跑冒滴漏

生產(chǎn)中甲醇脫水塔再沸器存在內(nèi)漏現(xiàn)象，在停車(chē)時(shí)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(jù)計(jì)算每次開(kāi)停車(chē)甲醇損失約為4 kg/次。通過(guò)加強(qiáng)凝液分析頻次，密切監(jiān)測(cè)再沸器的泄漏情況，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，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(xiàn)，外排廢水中甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)月平均為10×10-6，廢水質(zhì)量流量目前為5 t/h，則月耗甲醇36 kg。通過(guò)調(diào)整工藝指標(biāo)及操作可提高甲醇收率，減少甲醇消耗。

1.3氣相夾帶

生產(chǎn)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(shè)計(jì)值和生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際值的具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

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

由表1可見(jiàn)，實(shí)際生產(chǎn)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(yán)重的主要原因，因此通過(guò)設(shè)備改造使從貧甲醇入口管來(lái)的液體不經(jīng)第104層和105層塔盤(pán)直接進(jìn)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(duì)生產(chǎn)工況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)際操作進(jìn)入回流槽氣體溫度和進(jìn)入酸氣分離器的氣體溫度都較設(shè)計(jì)高，因此導(dǎo)致甲醇未能較好冷凝，從而殘留在氣相中。同時(shí)酸氣分離器出口酸氣流量大，導(dǎo)致甲醇最終換熱器和熱再生塔冷凝器負(fù)荷大，使酸氣溫度偏高，導(dǎo)致酸氣夾帶甲醇量增大。因此為了較好解決該問(wèn)題應(yīng)合理調(diào)整再沸器的熱量，根據(jù)負(fù)荷控制再吸收塔汽提的氮?dú)饬慷伎梢钥刂扑釟鈯A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(jīng)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(guò)降低進(jìn)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(wèn)題及對(duì)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(jìn)入甲醇水塔，底部再沸器經(jīng)0.5 MPa低壓蒸汽加熱后氣相返回塔內(nèi)，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(yùn)行中塔壓較低，且從下到上溫度呈現(xiàn)梯度依次降低。生產(chǎn)中時(shí)常出現(xiàn)塔壓或塔溫異常，在此對(duì)部分異常現(xiàn)象進(jìn)行原因分析并做出相應(yīng)對(duì)策。

2.1水塔出現(xiàn)液泛

在生產(chǎn)過(guò)程中可能因負(fù)荷過(guò)大導(dǎo)致甲醇水塔出現(xiàn)液泛，此時(shí)整個(gè)塔的壓差大，而且會(huì)出現(xiàn)塔釜液位忽高忽低的現(xiàn)象。發(fā)生液泛時(shí)將影響系統(tǒng)的正常操作，導(dǎo)致塔頂產(chǎn)品水分超標(biāo)。出現(xiàn)該事故時(shí)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(yīng)同時(shí)進(jìn)行，使塔內(nèi)甲醇水落到塔底，在此過(guò)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(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)致塔頂長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重超標(biāo)，而且塔釜液位也會(huì)非常高。加蒸汽減回流操作，主要通過(guò)增加的蒸汽熱量將塔內(nèi)液體蒸至熱再生塔，該操作會(huì)導(dǎo)致塔頂嚴(yán)重超標(biāo)，但對(duì)系統(tǒng)造不成嚴(yán)重影響。然而蒸汽加入過(guò)大可能導(dǎo)致塔釜液位拉空，此時(shí)塔頂溫度已非常高，塔壓力會(huì)迅速下降，低于操作壓力。此時(shí)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(pán)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(lái)的異物，在塔盤(pán)堆積后易造成塔盤(pán)堵塞。塔盤(pán)上液體不能較好流下，當(dāng)聚集到一定程度時(shí)迅速下降，靈敏板以下溫度將發(fā)生較明顯變化。如此反復(fù)，導(dǎo)致塔底和靈敏板溫度呈現(xiàn)出忽高忽低的趨勢(shì)，不能維持穩(wěn)定狀態(tài)。出現(xiàn)此種情況應(yīng)減負(fù)荷運(yùn)行，或者在線(xiàn)煮塔。切記負(fù)荷不能過(guò)大，蒸汽不能加過(guò)大，否則會(huì)造成塔差較高且波動(dòng)大、塔頂超標(biāo)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(pán)較臟，負(fù)荷過(guò)低。

如果塔盤(pán)較臟，落液不暢，導(dǎo)致靈敏板以上水含量較高，溫度較高，此時(shí)應(yīng)采取上述方法進(jìn)行處理。如果負(fù)荷過(guò)低，將導(dǎo)致塔內(nèi)壓力較低，塔頂產(chǎn)品從熱再生塔倒流，使靈敏板上部溫度較高，此時(shí)加大回流也不能將溫度降低，應(yīng)適當(dāng)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(dá)到正常操作狀況。

2.4塔釜溫度低于上一層溫度

在操作過(guò)程中，有時(shí)將出現(xiàn)甲醇水塔運(yùn)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(jìn)料中甲醇含量高引起的。甲醇含量較高，在原來(lái)的蒸汽量加熱下，塔內(nèi)甲醇蒸汽相對(duì)較多，塔內(nèi)壓力較高造成塔憋壓。而進(jìn)料甲醇較高，由于蒸汽不足導(dǎo)致塔釜甲醇?xì)埩簦M分變化引起泡點(diǎn)降低。通過(guò)加大蒸汽量去除塔底甲醇，同時(shí)適當(dāng)降低熱再生塔壓力，便于甲醇蒸汽進(jìn)入熱再生塔，可解決該問(wèn)題。

2.5靈敏板溫度較高

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

3　總結(jié)

通過(guò)加強(qiáng)分析、嚴(yán)格控制指標(biāo)及技改手段顯著降低了低溫甲醇洗耗醇嚴(yán)重的問(wèn)題。但耗醇依然超過(guò)設(shè)計(jì)值，氣體夾帶甲醇是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，受多方面因素影響，因此想進(jìn)一步解決耗醇問(wèn)題，仍需進(jìn)一步研究。另外對(duì)甲醇水塔出現(xiàn)的各個(gè)問(wèn)題，提出相應(yīng)的調(diào)整措施，指導(dǎo)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］汪家銘.低溫甲醇洗凈化工藝技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用概況［J］.瀘天化科技，2007（2）:120-124.

［2］唐宏青.低溫甲醇洗凈化技術(shù)［J］.中氮肥，2008（1）:1-7.

［3］馬春梅，蔡淑香，喬桂芝.低溫甲醇洗工藝淺析［J］.應(yīng)用能源技術(shù)，2002（1）:10-11.

［4］石自更，王峰.Shell煤氣化制甲醇之低溫甲醇洗裝置洗滌甲醇消耗偏高的原因及對(duì)策［J］.化肥設(shè)計(jì)，2009，47（3）:29-32.

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

［6］杜兆海，胡慶彪.低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)研究［J］.河南化工，2011，28（5）:3-6.

［7］尚乃明.甲醇水塔工藝失控原因分析及對(duì)策［J］.中氮肥，2010，6（1）:17-19.

［8］李錄彥，狄重陽(yáng).甲醇水塔失控分析及其改進(jìn)［J］.大氮肥，1996，19（1）:39-40.

經(jīng)驗(yàn)交流

TQ223.12+3

B

10.3969/j.issn.1006-6829.2016.02.011

2016-01-18

2016-02-22