關(guān)于降低低溫甲醇洗裝置酸性氣中甲醇的技術(shù)改造與優(yōu)化

陳東梅

（內(nèi)蒙古大唐克旗煤制天然氣公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

0 引言

低溫甲醇洗裝置的主要作用是將變換裝置送來(lái)的變換氣進(jìn)行選擇性的吸收，除去粗煤氣中的CO2、H2S等酸性氣體以及焦油0#、水、烴類等雜質(zhì)，制得CO2≤1.5%，總S≤0.2ppm的合格凈化氣，送往甲烷化裝置進(jìn)行合成甲烷。CO2的大量存在會(huì)增加H2的消耗，甲烷轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)品產(chǎn)量減少；H2S和有機(jī)硫是甲烷化鎳基催化劑的主要毒物，導(dǎo)致催化劑失活。有機(jī)硫再生流程在本文中暫不介紹。

由于CO2與H2S在甲醇中的溶解度不同，可利用不同的方式進(jìn)行再生。CO2氣體通過(guò)減壓閃蒸和氮?dú)鈿馓岷?，?jīng)換熱器冷卻和脫鹽水吸收、排放至大氣中；H2S氣體通過(guò)減壓閃蒸、氮?dú)鈿馓岷蜔嵩偕?，?jīng)過(guò)換熱器冷卻分離其中的甲醇，氣體送至硫回收裝置作為生產(chǎn)硫磺的原料氣。在此過(guò)程中，甲醇消耗占比較大。通過(guò)原因分析，在操作和設(shè)備技術(shù)改造上進(jìn)行了兩方面優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)降低酸性氣中攜帶甲醇。

1 酸性氣流程簡(jiǎn)介

煤氣中H2S主要是來(lái)源于原料煤中的硫成分，H2S的產(chǎn)生主要與氣化爐結(jié)構(gòu)形式有關(guān)系，本公司采用的是殼牌爐，這里只針對(duì)本公司的流程進(jìn)行描述研究。煤中的硫、碳成分在氣化爐內(nèi)與水蒸氣和氧進(jìn)行反應(yīng)主要生成H2S和有機(jī)硫，H2S在煤氣中占比0.7%，硫化物在低溫甲醇洗裝置脫硫塔內(nèi)被脫除，出口凈煤氣中的總硫指標(biāo)要求≤200PPb。

在脫硫塔內(nèi)使用吸收CO2后的甲醇富液進(jìn)行吸收粗煤氣中的H2S和有機(jī)硫，使用含CO2的甲醇富液作為吸收液為防止甲醇液大量的吸收H2S和有機(jī)硫放出大量的熱，影響甲醇的吸收質(zhì)量。含有CO2和H2S的富甲醇液經(jīng)過(guò)硫化氫濃縮塔的減壓閃蒸和氮?dú)鈿馓崦摮状贾写蟛糠值腃O2氣體，H2S富甲醇液進(jìn)入到硫化氫閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行熱再生，通過(guò)蒸汽再沸器將甲醇富液加熱至83℃，硫化氫氣體和甲醇蒸汽經(jīng)熱再生塔頂冷凝器殼程冷卻后，氣液混合物一起進(jìn)入熱再生塔回流槽，38℃硫化氫富氣從熱再生塔回流槽頂部出來(lái)后在H2S富氣加熱器殼程和H2S富氣冷卻器殼程中被冷凝到-32℃后進(jìn)入硫化氫富氣分離器Ⅰ,分離液體后的硫化氫富氣經(jīng)H2S富氣加熱器管程加熱到23℃后送往克勞斯硫回收裝置；分離的液體通過(guò)冷凝液換熱器管程加熱到-10℃后進(jìn)入硫化氫富氣分離器II進(jìn)一步分離，分離出的氣體與硫化氫富氣分離器Ⅰ出口硫化氫富氣一起送到硫回收裝置。

2 甲醇消耗分析

主酸洗氣溫度越高，甲醇的飽和蒸汽壓就越高，對(duì)應(yīng)在氣相中的甲醇含量也就越高，帶來(lái)的損失必然就越大[2]。

在實(shí)際生產(chǎn)中，熱再生塔頂冷凝器冷卻后氣體溫度在54℃，與設(shè)計(jì)值38℃相差較大，主要原因熱再生塔頂冷凝器管束多次泄露處理后換熱面積減小，同時(shí)循環(huán)水水質(zhì)較差，導(dǎo)致管束堵塞，熱再生塔頂冷凝器冷卻后氣體溫度較高，而后續(xù)換熱器設(shè)計(jì)較小，換熱量不足，酸性氣溫度未達(dá)到設(shè)計(jì)值，造成至硫回收的主酸性氣中夾帶的甲醇含量在6.0%左右，與設(shè)計(jì)甲醇含量在0.15%偏差較大，所以主酸性氣中甲醇損失較大。

3 優(yōu)化改造和操作

（1）根據(jù)對(duì)甲醇消耗情況分析同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，熱再生塔頂冷凝器換熱器換熱效果差，不能滿足工藝要求，但不具備更換換熱器條件，在現(xiàn)場(chǎng)增加熱再生塔頂冷凝器循環(huán)水反沖洗管線，定期進(jìn)行反沖洗操作，防止雜物堵塞管束或管板，增加換熱器循環(huán)水流量，提高傳熱效率，熱再生塔頂冷凝器出口酸性氣溫度由54℃降至 45℃左右。

（2）減少硫化氫富氣分離器II內(nèi)氣體閃蒸量，減少硫化氫氣體換熱量。硫化氫富氣分離器Ⅰ和硫化氫富氣分離器II之間增加跨線，冷凝液不在經(jīng)過(guò)冷凝液換熱器進(jìn)行復(fù)熱，在硫化氫富氣分離器II閃蒸出的氣體溫度由原來(lái)的-10℃降低至-30℃，為H2S富氣加熱器管程內(nèi)酸性氣提供了更多的冷量，通過(guò)此項(xiàng)技改在硫化氫富氣分離器Ⅰ內(nèi)明顯分離出更多的甲醇。

（3）加強(qiáng)崗位人員培訓(xùn)，提高熱再生系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性，減少氣量波動(dòng)對(duì)熱再生塔的影響，嚴(yán)格控制塔頂溫度和酸性氣指標(biāo)，減少酸性氣夾帶甲醇量。

4 結(jié)論

通過(guò)技術(shù)改造、精細(xì)操作和嚴(yán)格控制指標(biāo)三方面措施實(shí)施，運(yùn)行一段時(shí)間后，分析酸性氣中甲醇含量由原來(lái)的6%降低至3.5%，且能夠穩(wěn)定運(yùn)行，但與設(shè)計(jì)值甲醇含量0.15%差距較大，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)操作，同時(shí)，在適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)對(duì)各分離器的除沫器進(jìn)行檢查，采購(gòu)新?lián)Q熱器準(zhǔn)備更換熱再生塔頂冷凝器來(lái)解決根本問(wèn)題。

［1］楊洪文，郭威華，宋哲.低溫甲醇洗尾氣組分的改善與方案選擇[J].低溫與特氣，2004，22（1）：21-23.

［2］郝高峰，蘆國(guó)智，尹俊杰，董麗旭.低溫甲醇洗裝置中甲醇損耗的改進(jìn)措施[J].煤化工，2012 年 6月，3（16）.