縮短低溫甲醇洗接氣時(shí)間分析

焦金濤

(鶴壁市煤化工有限公司，河南 鶴壁 458000)

在工業(yè)中，甲醇生產(chǎn)工藝?yán)镏饕捎玫囊环N方法是煤制甲醇，而在這個(gè)過(guò)程中經(jīng)常采用的工藝是低溫甲醇洗工藝。在生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)甲醇的原材料由投入氣化爐直到在合成塔中產(chǎn)生甲醇的時(shí)間越長(zhǎng)，則生產(chǎn)成本就越高，越不利于企業(yè)的成本降低。而在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，低溫甲醇洗接氣和把接氣后調(diào)節(jié)凈化氣的總硫指標(biāo)調(diào)整至合格的過(guò)程也會(huì)耗用相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，變相的增加的企業(yè)成本。所以，如何有效的降低這一工藝所耗去的時(shí)間成本對(duì)于甲醇的生產(chǎn)成本控制有著重要的意義。

1 從接氣前準(zhǔn)備著手

主塔壓力參數(shù)和系統(tǒng)液位參數(shù)是影響甲醇洗系統(tǒng)中接氣時(shí)間的兩個(gè)重要因素。

在接氣前，為了能夠節(jié)省均壓的時(shí)間和加快接氣的速度，我們采用充氮?dú)獾姆椒▽⒅魉毫εc變換壓力調(diào)整至相同壓力[1]。

在接氣過(guò)程中，伴隨著主洗塔內(nèi)上升阻力增加，塔板上往往會(huì)殘留一部分的甲醇洗滌液，這種狀況不僅僅增加了甲醇液在主洗塔內(nèi)塔板上停留的時(shí)間，也會(huì)影響集液槽的液位降低。為了避免高壓串低壓的狀況，我們要減少甲醇從主洗塔到后系統(tǒng)的流量，導(dǎo)致后系統(tǒng)各個(gè)塔中集液槽內(nèi)液位的降低。如果我們可以保證整個(gè)系統(tǒng)中甲醇有足夠的含量，就能夠縮短接氣時(shí)間，避免為了穩(wěn)定整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行而降低接氣速度，導(dǎo)致接氣時(shí)間增加的現(xiàn)象發(fā)生。從而在接氣工藝中減少一部分時(shí)間。

2 從縮短調(diào)節(jié)凈化氣總硫指標(biāo)著手

在整個(gè)系統(tǒng)中，把凈化氣的總硫指標(biāo)調(diào)整到所需要的范圍內(nèi)是一個(gè)頗費(fèi)時(shí)間的作業(yè)過(guò)程。而能夠影響凈化氣總硫指標(biāo)的因素主要有三點(diǎn)，一是主洗塔工作壓力，二是洗滌甲醇的流量和溫度，三是洗滌甲醇的純度[2]。

決定主洗塔的工作壓力的原因是氣化，該壓力參數(shù)在整個(gè)系統(tǒng)中處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，基本維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的壓力范圍內(nèi)。另一方面，決定洗滌甲醇流量的原因則是由變換氣流量的大小控制的，但是變換氣流量的大小往往可以根據(jù)凈化氣指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。同時(shí)，洗滌甲醇的溫度由以下兩道工序決定，一是氨制冷工序，二是富甲醇中二氧化碳的閃蒸工序。在閃蒸工序中，富甲醇內(nèi)所含的二氧化碳閃蒸所提供的冷量又與洗滌甲醇的流量有著直接的關(guān)系。最后，影響洗滌甲醇純度指標(biāo)的主要因素是與熱再生塔的操作息息相關(guān)。

2.1 洗滌甲醇的流量與溫度

在主洗塔內(nèi)，洗滌甲醇在吸收變換氣中的二氧化碳后會(huì)分成兩部分，其中一部分會(huì)到主洗塔下段的脫硫段中吸收變換氣內(nèi)含硫組分，另一部分會(huì)到上面提到的閃蒸工序中進(jìn)行閃蒸作業(yè)。在這個(gè)過(guò)程中脫碳甲醇和脫硫甲醇的流量大小直接影響到凈化氣的總硫指標(biāo)。

能夠影響低溫甲醇冷量的因素有兩個(gè)，一個(gè)是氨制冷提供的冷量，另一種就是在低溫甲醇洗系統(tǒng)中富甲醇內(nèi)二氧化碳提供的冷量。這兩種工藝分別可以使低溫甲醇達(dá)到-36 ℃和-60 ℃。而富甲醇中二氧化碳的閃蒸也有兩種方法，分別是減壓閃蒸和氮?dú)鈿馓?。閃蒸的壓力接進(jìn)常壓，沒(méi)有太明顯的區(qū)別，變換氣的流量可以決定氣提氮?dú)獾牧髁縖3]。

在結(jié)束低溫甲醇洗接氣工藝后，如果需要快速的將凈化氣總硫含量指標(biāo)調(diào)整到合格狀態(tài)，我們采用的其中一個(gè)方法就是調(diào)整洗滌甲醇的溫度，使其盡可能的快速的降到最低。上文提到，富甲醇中二氧化碳的閃蒸作業(yè)可以為洗滌甲醇提供所需的冷量，使其有效的降溫，這個(gè)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)。而洗滌甲醇在吸收二氧化碳后釋放出的熱量會(huì)使甲醇溫度快速上升，在這個(gè)過(guò)程中僅僅依靠氨制冷工序提供的冷量不足以讓凈化氣的總硫含量達(dá)到我們所需要的水平。因此要加快洗滌甲醇的溫度控制，這時(shí)我們就可以采用適當(dāng)增加氣提氮?dú)獾牧髁縼?lái)加大富甲醇中二氧化碳的閃蒸量[4-5]。

富甲醇中二氧化碳提供冷量的能力的大小還與富甲醇中二氧化碳的含量多少有著直接的關(guān)系。富甲醇中二氧化碳含量越高，能夠提供冷量的能力就越大，對(duì)于降低洗滌甲醇的效果也就越高。反之，如果富甲醇中二氧化碳的含量不足的話，在閃蒸作業(yè)過(guò)程中能夠降低洗滌甲醇溫度的能力就越小。對(duì)于處在相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)條件下的工作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)負(fù)荷的變化量幾乎是保持不變的，同樣，甲醇吸收的二氧化碳的量也是一定的。所以，決定富甲醇中二氧化碳的含量的因素在于進(jìn)入主洗塔內(nèi)洗滌甲醇的總量，也就是主洗塔內(nèi)脫碳甲醇的流量多少。因此，減少脫碳甲醇的流量，也是除了增加氣提氮?dú)饬髁客饬硪环N可以提高二氧化碳含量，提升洗滌甲醇降溫能力的方法。同時(shí)，為了不影響對(duì)凈化氣總硫指標(biāo)的同步調(diào)節(jié)，我們需要加大脫硫甲醇的生產(chǎn)流量，也就是說(shuō)我們要增加脫硫甲醇的流量來(lái)彌補(bǔ)減少的脫碳甲醇的流量。當(dāng)洗滌甲醇的溫度達(dá)到我們所需要的溫度范圍內(nèi)，可以讓凈化氣總硫指標(biāo)合格后，要將脫碳甲醇和脫硫甲醇之間的含量比值緩慢調(diào)整回正常值，否則將影響整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)冷量的平衡[6]。

2.2 洗滌甲醇的純度

洗滌甲醇中所含有的含硫雜質(zhì)主要是硫化氫，而影響總硫指標(biāo)的因素不僅僅是硫化氫，還有氨氣和水。洗滌甲醇中的硫化氫在進(jìn)入到主洗塔后經(jīng)過(guò)閃蒸工藝被閃蒸出來(lái)，進(jìn)入到凈化氣中，這樣就使凈化氣中的硫化氫含量上升：而氨氣在和硫化氫反應(yīng)后形成的硫氨隨著洗滌甲醇動(dòng)作運(yùn)行到主洗塔內(nèi)后，又經(jīng)過(guò)分解變成硫化氫和氨氣。水則能夠影響二氧化碳和硫化氫在甲醇液中的溶解度。因此，為了保證洗滌甲醇的純度，降低接氣的時(shí)間，我們必須要將洗滌甲醇中的硫化氫，氨氣和水等雜質(zhì)控制在一個(gè)合理的水平內(nèi)。而控制這三種物質(zhì)的方法主要是通過(guò)熱再生塔進(jìn)行操作并加以控制。

低溫甲醇洗在接氣動(dòng)作前，不論是原始的開(kāi)車作業(yè)還是停車后再進(jìn)行開(kāi)車作業(yè)，開(kāi)車作業(yè)前都要確保整個(gè)系統(tǒng)的干燥性以及使用甲醇的純度。還應(yīng)該對(duì)循環(huán)甲醇進(jìn)行一個(gè)動(dòng)作，那就是一定時(shí)間的熱再生動(dòng)作，這樣就可以盡可能的去除洗滌甲醇中硫化氫、氨氣和水等雜質(zhì)，確保在接氣時(shí)可以得到純度盡可能大的洗滌甲醇。除此以外，在每次系統(tǒng)停車動(dòng)作前，都應(yīng)對(duì)循環(huán)甲醇進(jìn)行一定時(shí)間的熱再生動(dòng)作，并且使其純度達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)，這樣才可以為下次的開(kāi)車作業(yè)節(jié)省一大塊的時(shí)間，有效的降低時(shí)間成本，縮短低溫甲醇洗的接氣時(shí)間[7-9]。

3 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際的工作中我們可以發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境中系統(tǒng)壓力和液位這兩個(gè)條件都能滿足我們的要求的前提下，低溫甲醇洗接氣作業(yè)的時(shí)間僅僅需要幾分鐘至十幾分鐘不等，但是如果這兩個(gè)條件達(dá)不到我們的預(yù)期值，壓力或者液位太低，又或者一邊接氣一邊在系統(tǒng)中補(bǔ)充甲醇液，那么接氣的作業(yè)時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)至三十分鐘或者到幾個(gè)小時(shí)之間。拋開(kāi)以上的作業(yè)時(shí)間，在接氣結(jié)束后調(diào)整凈化氣的總硫指標(biāo)使其能夠到達(dá)我們需要的范圍的動(dòng)作更是一個(gè)耗費(fèi)時(shí)間的過(guò)程，最長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間甚至需要5 h～6 h。但是如果我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中可以保證甲醇純度足夠高，同時(shí)溫度又可以迅速降低的條件下，調(diào)整凈化氣的總硫指標(biāo)動(dòng)作時(shí)間往往可以大幅減少，理想狀況下可以降低到1 h左右，這就可以大大減少了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，提高原材料及能量的利用效率，增加單位時(shí)間內(nèi)甲醇的產(chǎn)量，為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)創(chuàng)造更優(yōu)秀的條件。