魯奇低溫甲醇洗凈化氣總硫超標(biāo)原因及對策

郭勇，武星彤，趙建港，張凱(.神華新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊 83009； .中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 00083)

0 引言

低溫甲醇洗工藝是德國林德公司和魯奇公司共同開發(fā)的一種酸性氣體凈化工藝，以甲醇作為吸收液，利用其在-60 ℃左右的低溫下對酸性氣體溶解度極大的物理特性，選擇性地吸收原料氣中的H2S、CO2及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)[1]。

某公司低溫甲醇洗裝置是該公司68萬 t/a煤制烯烴項(xiàng)目配套設(shè)施，于2016年6月投產(chǎn)，采用德國魯奇Lurgi公司八塔工藝，該低溫甲醇洗裝置主要用于脫除變換氣中的酸性氣，為下游甲醇合成裝置提供合格的凈化氣(總S≤0.1 mg/L，CO2：2.9 mol%～3.3 mol%)，設(shè)計(jì)處理變換氣量75.4萬 Nm3/h，設(shè)置兩個(gè)相同系列對稱分布，冷量由一套冷凍站提供。自原始開車以來，凈化氣經(jīng)常出現(xiàn)總S超標(biāo)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響下游甲醇合成裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行，經(jīng)過對裝置總S超標(biāo)的原因進(jìn)行分析，優(yōu)化系統(tǒng)操作參數(shù)，并進(jìn)行技術(shù)改造，使凈化氣中的總S滿足了生產(chǎn)需求，同時(shí)降低了裝置的生產(chǎn)能耗。

1 工藝技術(shù)簡介

1.1 工藝流程簡述

來自上游單系列變換裝置的變換氣(40 ℃、5.49 MPa、37.7萬 Nm3/h)經(jīng)過冷卻后進(jìn)入吸收塔預(yù)洗段，與預(yù)洗甲醇接觸脫除H2O、NH3和HCN后，富甲醇經(jīng)過換熱進(jìn)入熱再生塔進(jìn)行再生；洗滌后的變換氣進(jìn)入吸收塔的H2S洗滌段，在此H2S和COS被來自CO2吸收段的富CO2甲醇洗滌脫除，之后氣體進(jìn)入CO2洗滌段，氣體被來自CO2閃蒸塔的主洗甲醇及熱再生的精洗甲醇洗滌后得到合格的凈化氣，凈化氣自吸收塔頂出吸收塔后，經(jīng)過換熱，出界區(qū)送至甲醇合成裝置。

在CO2洗滌段吸收CO2的富碳甲醇進(jìn)入CO2閃蒸塔進(jìn)行中壓閃蒸和氫氣氣提，經(jīng)過氣提后的富碳甲醇進(jìn)入CO2閃蒸段經(jīng)過CO2閃蒸后一部分進(jìn)入低壓閃蒸段進(jìn)行閃蒸，閃蒸后的富碳甲醇作為主洗甲醇進(jìn)入吸收塔進(jìn)行吸收，另一部進(jìn)入再吸收塔尾氣氣提部分。

在H2S洗滌段吸收H2S和COS的富硫甲醇進(jìn)入H2S閃蒸塔進(jìn)行中壓閃蒸和氫氣氣提，之后進(jìn)入再吸收塔與來自CO2閃蒸段的富碳甲醇一起進(jìn)行尾氣氣提，為裝置提供冷量，氣提后的富硫甲醇進(jìn)入熱再生塔進(jìn)行再生后，作為精洗甲醇(貧甲醇)重新送至吸收塔進(jìn)行循環(huán)利用，再生后的酸性氣送至硫磺回收制備硫磺。

熱再生塔分為兩段，上端主要進(jìn)行富甲醇再生，底部主要使再生甲醇溶液中的水富集，然后經(jīng)過泵加壓后將含水甲醇送到甲醇脫水系統(tǒng)進(jìn)行甲醇和水的分離，從而保證在主甲醇回路中水含量處于較低水平。

1.2 工藝主要特點(diǎn)

(1)溶劑在低溫下，可以在一個(gè)塔內(nèi)，對CO2、H2S、COS等酸性氣體吸收，溶液循環(huán)量小，功耗少。

(2)開創(chuàng)性采用氫氣作為氣提氣源，經(jīng)過中壓和次中壓閃蒸回收有效氣，很好地起到降低尾氣中CO和H2含量的目的，且氫氣本身屬于有效氣不額外增加功耗。

(3)采用板式浮閥塔盤，改善氣液接觸狀態(tài)，降低阻力降。

(4)設(shè)置了硫提濃裝置，有效保證送至硫回收裝置的酸性氣濃度。

(5)低溫甲醇洗溶劑在低溫(-50 ℃)下吸收，含硫酸氣采用熱再生，回收CO2采用降壓解吸，脫硫采用氣提再生，熱耗很低。

(6)甲醇熱再生塔采用進(jìn)出口換熱并采用低壓再生，減少再生蒸汽消耗。

(7)甲醇水分離塔的甲醇蒸汽，不經(jīng)冷凝直接進(jìn)入熱再生塔中部，既減少了熱再生塔的汽提蒸汽消耗，又節(jié)省了冷卻水消耗。

(8)為減少尾氣中甲醇排放，設(shè)置了尾氣洗滌塔回收甲醇。

2 凈化氣總硫超標(biāo)原因分析及處理對策

裝置自原始開車以來，遇到很多問題，其中尤其受到凈化氣中總硫含量超標(biāo)的困擾，為此，從吸收劑、設(shè)備、儀表、系統(tǒng)負(fù)荷等方面對裝置進(jìn)行了分析，并對其進(jìn)行優(yōu)化操作，進(jìn)而改善了凈化氣總S超標(biāo)的問題。

2.1 吸收劑的影響

2.1.1 洗滌甲醇流量的影響

洗滌甲醇分為精洗甲醇和主洗甲醇，精洗甲醇為熱再生后的貧甲醇，主要控制凈化氣中的硫含量，主洗甲醇為含少量二氧化碳的半貧液甲醇，主要控制凈化氣中二氧化碳[2]。作為吸收劑的低溫甲醇溶液，洗滌流量與變換氣量成正比，在塔的正常操作范圍內(nèi)，隨著洗滌量增加，液氣比也隨之增大，氣液兩相流在塔盤上的接觸就越充分，傳質(zhì)效果越好，越有利于保證凈化氣中總硫達(dá)標(biāo)[3]。但循環(huán)量的增大也會增加公用物料的能耗、丙烯冷卻器的負(fù)荷。因此甲醇循環(huán)量的調(diào)節(jié)應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。此外，因?yàn)槊嘿|(zhì)的變化，上游氣化工段產(chǎn)出的粗煤氣中有效氣組分和氣量的波動大，操作人員未能及時(shí)有效地進(jìn)行工況調(diào)整也是造成凈化氣出口總硫含量超標(biāo)的主要原因。解決對策如下。

(1)由于主洗甲醇在正常運(yùn)行過程中溫度可達(dá)-65 ℃以下，在保證凈化氣合格的前提下，增加主洗甲醇循環(huán)量，降低精洗甲醇循環(huán)量。

操作人員要加強(qiáng)對工藝的監(jiān)控，當(dāng)氣化組分含量發(fā)生波動時(shí)，甲醇循環(huán)量要根據(jù)凈化氣出口總硫和二氧化碳的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)凈化氣超指標(biāo)的現(xiàn)象。

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，繪制原料氣含量與主洗、精洗甲醇循環(huán)量曲線，為操作人員提供基本的調(diào)整理論依據(jù)。

2.1.2 洗滌甲醇溫度偏高，冷量不足

吸收劑溫度對酸性氣體在甲醇中溶解度影響很大，當(dāng)操作壓力和洗滌甲醇量一定時(shí)，吸收劑的溫度越低，酸性氣的溶解度越大。不同氣體在甲醇中的溶解度不同，低溫對吸收是很有利的[2-3]。在原始開車后，貧甲醇的溫度波動較大，最低可達(dá)-54.2 ℃，最高可達(dá)-48.3 ℃，嚴(yán)重影響了洗滌甲醇對變換氣中酸性氣的吸收。

低溫甲醇洗冷量主要由循環(huán)水冷卻，丙烯閃蒸，CO2閃蒸及氣提提供，經(jīng)過對冷量來源的幾部分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：

(1)變換工段工藝氣溫度影響。當(dāng)裝置處于高負(fù)荷工況，隨著夏季氣溫升高，循環(huán)水溫度升高，變換末端水冷器冷卻效果變差，進(jìn)入低溫甲醇洗變換氣溫度由18 ℃(冬季)升至35 ℃(夏季)，系統(tǒng)出現(xiàn)冷量明顯不足現(xiàn)象，為了保證凈化氣合格，需要增加洗滌甲醇量，進(jìn)而導(dǎo)致低溫甲醇洗系統(tǒng)整體溫度升高，造成惡性循環(huán)，從而影響洗滌甲醇的吸收效果。

(2)變換工段工藝氣組分波動。由于低溫甲醇洗冷量65%以上來自系統(tǒng)CO2的閃蒸和尾氣氣提，當(dāng)上游變換工段組分發(fā)生變化，進(jìn)入低溫甲醇洗的CO2含量減少時(shí)，從而影響系統(tǒng)冷量的回收；另外，當(dāng)來自變換工段原料氣中惰性氣體含量增加時(shí)，進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)，會使系統(tǒng)的冷量消耗，進(jìn)而增加冷量損耗。

(3)公用工程物料(生產(chǎn)輔料)的溫度受環(huán)境溫度的影響較大。除循環(huán)水外，N2、H2作為低溫甲醇洗工段的氣提介質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，尤其夏季高溫下，其在輸送過程中受到熱輻射后溫度升高，進(jìn)入系統(tǒng)與富甲醇接觸過程中，由于受熱輻射和熱傳導(dǎo)的作用，會使系統(tǒng)的冷量損失增加，進(jìn)而影響洗滌甲醇吸收效果。

(4)制冷系統(tǒng)原因，冷量輸出能力下降。在裝置運(yùn)行過程中，本裝置采用丙烯制冷，丙烯壓縮機(jī)經(jīng)常會出現(xiàn)帶液、真空度高、出口壓力高等現(xiàn)象，導(dǎo)致丙烯壓縮機(jī)功耗增加，但制冷能力沒有增加，經(jīng)過分析及原因排查，發(fā)現(xiàn)用于制冷的丙烯純度不夠；丙烯壓縮機(jī)出口冷凝冷卻器管束泄露換熱不好，同時(shí)冷凝冷卻器的循環(huán)水溫度較高，水質(zhì)較差；另外，由于氣丙烯帶液，為了使氣丙烯重新回收利用，使用的1.1 MPa過熱蒸汽量增加，從而導(dǎo)致丙烯壓縮機(jī)真空度升高，最終導(dǎo)致丙烯壓縮機(jī)制冷能力下降，為低溫甲醇洗提供的冷量減少。

(5)低溫區(qū)跑冷嚴(yán)重。低溫甲醇洗是利用甲醇在-50 ℃左右的低溫下對酸性氣體溶解度極大的物理特性進(jìn)行選擇性吸收脫除，故低溫并且維持住就顯得異常重要。設(shè)備管線的保冷不僅能夠維持冷量、減少壓縮機(jī)的負(fù)荷，同時(shí)也避免因跑冷導(dǎo)致的設(shè)備本體、管線的滴水、結(jié)冰。更有甚者，如果設(shè)備、管線一直處于潮濕的環(huán)境下，易造成局部腐蝕，從而發(fā)生介質(zhì)泄漏、著火。

通過測定分析低溫甲醇洗單元低溫設(shè)備及管道保冷效果大面積不好的原因，主要是：①未做防潮隔冷層；②保冷材料/施工質(zhì)量問題。低溫甲醇洗崗位低溫設(shè)備及管道的保冷施工存在許多問題，保冷材料縫隙太大及處理不好，預(yù)制件的搭接、異部件保冷空缺太多、外保護(hù)層的銜接壓縫等，沒有做到精細(xì)施工[4]；③在日常設(shè)備維護(hù)中，會對塔體、換熱器以及低溫管道的保冷做臨時(shí)性的拆裝，破壞了保冷的整體性，保冷層間密封性能不夠；④長時(shí)間使用后，保冷瓦塊間的粘接料老化開裂，或出現(xiàn)整體沉降，產(chǎn)生縫隙，破壞了保冷層的整體密封性。

針對上述原因造成的低溫甲醇洗冷量不足或者冷量損失，主要采取以下應(yīng)對措施。

(1)在夏季正常生產(chǎn)中，當(dāng)變換氣進(jìn)入低溫甲醇洗的溫度高于25 ℃以上時(shí)，及時(shí)聯(lián)系公用工程對循環(huán)水進(jìn)行調(diào)整，降低循環(huán)水的溫度，進(jìn)而降低變換氣的溫度，從而降低低溫甲醇洗系統(tǒng)的溫度，減少系統(tǒng)冷量損耗。

監(jiān)控變換工段工藝氣組分的變化，并對其優(yōu)化調(diào)整，具體操作如下：①裝置開車之前，檢查確認(rèn)上游裝置乃至低溫甲醇洗各注氮口閥門是否存在內(nèi)漏情況，加盲板處需要導(dǎo)盲位置及時(shí)倒至盲位；②監(jiān)控氣化裝置原料煤質(zhì)，并與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對比；③監(jiān)控空分氧氣中純度是否在指標(biāo)范圍內(nèi)；④上游氣化裝置為保護(hù)氣化爐壓力探頭，連續(xù)充N2保護(hù)，盡量關(guān)小氣化裝置保護(hù)氮閥門，以減少惰性組分來源；⑤在滿足下游甲醇合成裝置氫碳比的基礎(chǔ)上，合理調(diào)整CO含量，盡量降低凈化氣中CO2含量，從而使更多的CO2被甲醇吸收，在后系統(tǒng)通過CO2閃蒸，產(chǎn)生更多冷量。

(3)對氣提氫氣管線和氣提氮?dú)夤芫€增加保溫材料，保證氣提氣的溫度穩(wěn)定，從而有效降低夏季高溫對物料的熱輻射；此外，為降低有效氣中的CO2含量，進(jìn)而減少因吸收進(jìn)入吸收塔的CO2而損失的冷量，對中壓和次中壓閃蒸段進(jìn)行優(yōu)化，保證氣提氫氣的量在1 000 Nm3/h左右。

(4)通過技改在丙烯壓縮機(jī)一段分離罐底部增設(shè)丙烯泵，在高負(fù)荷有積液時(shí)將液丙烯加壓送至丙烯閃蒸罐回收冷量，使低溫甲醇洗的系統(tǒng)溫度有效降低2～3 ℃；另外，通過此項(xiàng)技改有效降低了丙烯壓縮機(jī)的真空度，提高了丙烯壓縮機(jī)的制冷能力。通過技改，在丙烯壓縮機(jī)出口冷凝冷卻器循環(huán)水上回水管線設(shè)置反沖洗管線，當(dāng)換熱能力下降時(shí)進(jìn)行反沖洗操作。此外，丙烯壓縮機(jī)壓力高時(shí)及時(shí)排惰。停車檢修，對丙烯壓縮機(jī)出口冷凝冷卻器內(nèi)漏部位施焊處理，為防止腐蝕情況，循環(huán)水系統(tǒng)重新進(jìn)行預(yù)膜。

(5)全面檢查現(xiàn)場保溫保冷情況，對于現(xiàn)場結(jié)霜部位、保冷整體性欠佳的部位重新包裝保冷材料，防止冷量的損失。嚴(yán)格把關(guān)施工質(zhì)量，加強(qiáng)監(jiān)管，對于需要臨時(shí)拆除保溫保冷的位置，作業(yè)完后及時(shí)恢復(fù)。

2.1.3 甲醇再生效果差，貧甲醇中的硫含量高

富液甲醇的再生質(zhì)量是影響凈化氣中總硫的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)亨利定律，在溫度和壓力一定的情況下，H2S，COS在甲醇中的溶解度則保持不變，因此，當(dāng)單位體積貧甲醇中的H2S和COS含量增加時(shí)，單位體積的貧甲醇對H2S和COS的吸收量則相應(yīng)減少，如表1所示，2018年1月份，實(shí)測貧甲醇中硫含量高達(dá)44.8 mg/L，凈化氣中在線總硫含量超過0.1 mg/L，為提高貧甲醇再生效果，對富甲醇在系統(tǒng)中的再生過程進(jìn)行分析，并采取了相應(yīng)優(yōu)化措施。

表1 2018年1月份低溫甲醇洗一系列貧甲醇中硫含量分析值

解決對策：(1)為提高富液甲醇的再生品質(zhì)，降低貧甲醇中的硫含量，在系統(tǒng)負(fù)荷達(dá)到100%的情況下，經(jīng)過對系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，當(dāng)熱再生塔的壓力維持在0.17 MPa，塔底的溫度維持在100 ℃左右，回流量控制在17 t/h，通過調(diào)整氣提氮?dú)獾牧靠刂扑嵝詺獾牧烤S持在1 800 Nm3/h，貧甲醇的再生品質(zhì)得到極大提高，貧甲醇中的硫含量可以穩(wěn)定地維持在2 mg/kg左右，提高了貧甲醇對變換氣中H2S和COS的吸收效果。

(2)保證進(jìn)入熱再生塔的富液甲醇量穩(wěn)定，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生大幅度波動時(shí)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2.1.4 貧甲醇中水含量高

當(dāng)貧甲醇中的水含量增加時(shí)，單位體積中的貧甲醇濃度降低，進(jìn)而影響貧甲醇的吸收效果，因此再生后的貧甲醇中水含量應(yīng)盡量控制在1%以下，當(dāng)貧甲醇中含水量達(dá)5%時(shí)，二氧化碳在甲醇中的溶解度將降低15%，硫化氫的溶解度也會大幅下降。另外，循環(huán)甲醇中水含量的增加，也會增加循環(huán)溶液的比重，增加了動力能耗，而且對設(shè)備的腐蝕也會加劇，縮短裝置使用年限。

根據(jù)裝置數(shù)據(jù)記錄，2017年9月低溫甲醇洗單元檢修完開車后，貧甲醇中H2O含量由1.8 wt%左右逐步降低，裝置80%負(fù)荷時(shí)能降至0.6 wt%左右，運(yùn)行一段時(shí)間后，貧甲醇中H2O含量開始上漲，裝置加強(qiáng)了脫水仍未見下降。手動分析顯示貧甲醇中水含量較高，具體如表2所示，對裝置進(jìn)行了排查處理。

表2 低溫甲醇洗二系列貧甲醇中水含量分析值

經(jīng)過現(xiàn)場排查后發(fā)現(xiàn)，熱再生塔底再沸器和塔頂冷凝器發(fā)生內(nèi)漏，使部分水漏入系統(tǒng)。

解決對策：(1)檢修處理再沸器內(nèi)漏問題；(2)甲醇脫水塔負(fù)荷加至110%，更換疏水器型式，加大含水甲醇的處理量；(3)穩(wěn)定脫水塔的操作，降低尾氣洗滌水進(jìn)料位置，靈敏板溫度穩(wěn)定在120 ℃投串級；(4)降低變換氣進(jìn)入低溫甲醇洗的溫度，從而減少進(jìn)入系統(tǒng)的飽和水。目前，經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整，裝置100%負(fù)荷時(shí)，貧甲醇中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 55% 左右。

2.1.5 氨在甲醇系統(tǒng)中聚集

氨跟甲醇均為極性物質(zhì)，極易相容。且常溫下氨在甲醇溶液中的溶解度是H2S的10多倍，是CO2的60多倍[2,6,8]。粗水煤氣中氨含量設(shè)計(jì)值為0.02%(mol)，粗水煤氣經(jīng)過變換工段冷凝冷卻分離、變換反應(yīng)后經(jīng)除氧水洗滌脫除氨后，進(jìn)入低溫甲醇洗的吸收塔，分離的冷凝液進(jìn)入汽提塔處理。根據(jù)液體平衡常數(shù)，NH3并不能在洗氨塔被完全洗滌下來，仍會有微量的NH3進(jìn)入到低溫甲醇洗系統(tǒng)，隨著NH3在甲醇系統(tǒng)中不斷地累積，當(dāng)達(dá)到一定濃度之后，NH3和CO2或者H2S發(fā)生反應(yīng)生成銨鹽結(jié)晶。在甲醇再生過程中，氨鹽會隨著甲醇循環(huán)到吸收塔中，在吸收塔上部又分解為NH3和H2S再次進(jìn)入凈化氣中，從而導(dǎo)致凈化氣中硫含量超標(biāo)。另一方面，變換冷凝液中含有氨，在汽提塔中汽提，氣相至硫回收裝置燃燒，而液相含氨冷凝液則又返回氣化裝置真空閃蒸罐，未閃蒸完全的NH3則又會隨原料氣進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)累積，如此形成惡性循環(huán)。2017年9月份貧甲醇中氨含量如表3所示，呈現(xiàn)上漲趨勢，隨著氨含量上漲，凈化氣中硫含量上漲，在線分析儀表顯示由0.06 mg/L，上漲至0.12 mg/L。

表3 低溫甲醇洗一系列貧甲醇中氨含量分析值

解決對策：(1)為了更好地控制甲醇系統(tǒng)中的氨含量，根據(jù)魯奇專利商反饋，熱再生塔回流甲醇中NH3含量要求控制在5～10 g/L，貧甲醇中NH3含量需控制在20 mg/L，定期進(jìn)行系統(tǒng)中NH3含量分析，定期在熱再生塔回流泵出口進(jìn)行液相排氨。

(2)當(dāng)熱再生塔冷凝系統(tǒng)壓差增大時(shí)，及時(shí)復(fù)熱進(jìn)行氣相排氨。

(3)根據(jù)負(fù)荷加大洗氨水量，將變換氣中NH3盡可能洗下來。

(4)優(yōu)化調(diào)整汽提工況，將NH3盡可能汽提出去送至硫回收裝置燃燒。

2.2 設(shè)備因素影響

2.2.1 換熱設(shè)備內(nèi)漏

當(dāng)貧液富液甲醇換熱器發(fā)生內(nèi)漏并達(dá)到一定程度時(shí)，貧液甲醇大量滲漏到富液甲醇中，會導(dǎo)致進(jìn)入吸收塔貧甲醇溫度升高，吸收能力下降，嚴(yán)重時(shí)造成凈化氣中硫含量超標(biāo)；另外，加大了熱再生塔負(fù)荷，影響甲醇的再生，進(jìn)而影響貧甲醇品質(zhì)。

解決對策：當(dāng)貧富液換熱器內(nèi)漏嚴(yán)重，造成貧甲醇溫度升高，貧甲醇品質(zhì)降低時(shí)，及時(shí)制定檢修方案，并申請停車對其進(jìn)行檢修處理。

2.2.2 塔內(nèi)件問題

低溫甲醇洗的吸收塔大多為浮閥塔，當(dāng)出現(xiàn)浮閥、塔板被腐蝕、卡澀，進(jìn)料分布管脫落，均會導(dǎo)致氣液相接觸不夠充分，從而導(dǎo)致貧甲醇對H2S和CO2吸收效果降低，直接導(dǎo)致凈化氣中硫超標(biāo)。

當(dāng)甲醇中含有大量雜質(zhì)時(shí)會堵塞管道、換熱器、卡澀浮閥，均會影響到甲醇的吸收效果。此外，在運(yùn)行過程中，硫化物腐蝕所產(chǎn)生的FeS、Fe(CO)4、以及從煤氣化帶來的煤粉和變換工序帶來的觸媒粉等，均會影響貧甲醇的品質(zhì)，導(dǎo)致凈化氣中總硫超標(biāo)。

解決對策：(1)在檢修時(shí)，對吸收塔的塔盤，降液管，進(jìn)料分布管等部件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有損壞時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換或補(bǔ)焊。

在開車之前對系統(tǒng)進(jìn)行管道吹掃，并進(jìn)行水聯(lián)運(yùn)，將設(shè)備管道安裝過程中遺留的泥土、灰塵、焊渣、鐵銹等，盡可能地除去。

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，密切監(jiān)控貧甲醇過濾器的壓差，當(dāng)壓差高于50 kPa時(shí)，及時(shí)對貧甲醇過濾器進(jìn)行切換清洗，有效降低甲醇中的FeS、Fe(CO)4、以及煤粉和變換工序帶來的觸媒粉，提高甲醇的品質(zhì)。

2.3 系統(tǒng)壓力問題

魯奇低溫甲醇洗分為高壓、中壓、次中壓、低壓系統(tǒng)。高壓是指系統(tǒng)壓力，該壓力由后系統(tǒng)甲醇合成裝置控制，由亨利定律可知，高壓低溫有利于吸收，當(dāng)合成系統(tǒng)將壓力控制過低時(shí)，不利于吸收，從而導(dǎo)致凈化氣總硫超標(biāo)。

中壓、次中壓系統(tǒng)的壓力為富CO2甲醇的閃蒸壓力，控制壓力過高，CO2閃蒸不出來，給再生塔系統(tǒng)負(fù)荷增加；另外，氣提氫氣的量需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)負(fù)荷高時(shí)，如果氣提氫氣量大、溫度高、中壓次中壓系統(tǒng)壓力低，一方面容易把H2S氣提出來通過循環(huán)壓縮機(jī)加壓后進(jìn)入吸收塔，影響貧甲醇吸收效果；另一方面氣提出來的CO2增多，在吸收過程中釋放出的熱量增加，造成系統(tǒng)冷量損失，容易導(dǎo)致凈化氣超標(biāo)。

解決對策：(1)當(dāng)加減負(fù)荷時(shí)上下游加強(qiáng)溝通，穩(wěn)定組分，同時(shí)合成系統(tǒng)盡量減小系統(tǒng)壓力波動；(2)系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行過程中，根據(jù)系統(tǒng)冷量和貧甲醇溫度及時(shí)調(diào)整中壓、次中壓系統(tǒng)壓力和氣提氫氣的量，保證凈化氣總硫合格。

2.4 其他問題

2.4.1 有機(jī)硫的影響

粗煤氣中通常含有數(shù)量不同的無機(jī)硫和有機(jī)硫化物，其含量和形態(tài)取決于煤氣化采用的煤種、煤氣化工藝以及操作條件。由于變換工段采用部分變換工藝流程，當(dāng)上游氣化裝置煤質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，原料氣中除H2S和COS化合物外，還可能含有噻吩、二硫化碳、硫醇、硫醚等[5,7,9-10]，當(dāng)粗煤氣中有機(jī)硫含量過高時(shí)，會導(dǎo)致變換氣中有機(jī)硫增加，進(jìn)入低溫甲醇洗被吸收后，在熱再生系統(tǒng)由于硫醇、硫醚的沸點(diǎn)比較高，而熱再生塔頂溫度控制在90 ℃左右，導(dǎo)致這些高沸點(diǎn)的有機(jī)硫在甲醇累積，從而影響富液甲醇的再生效果，降低貧甲醇的品質(zhì)。

解決對策：監(jiān)控氣化煤質(zhì)變化，當(dāng)粗水煤氣中檢測有噻吩、二硫化碳、硫醇、硫醚存在時(shí)，及時(shí)聯(lián)系氣化進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，同時(shí)低溫甲醇洗裝置引入新鮮甲醇，對系統(tǒng)進(jìn)行置換。

3 裝置技術(shù)優(yōu)化前后滿負(fù)荷工況參數(shù)對比

裝置技術(shù)優(yōu)化分別從上述原因入手，從工藝和設(shè)備方面排查問題，針對超標(biāo)原因，對裝置進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，通過系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整、改造、檢修處理等手段，實(shí)現(xiàn)了100%負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行，滿足了下游甲醇合成裝置對凈化氣的要求。主要參數(shù)對比如表4所示。

表4 低溫甲醇洗裝置100%負(fù)荷優(yōu)化前后主要運(yùn)行參數(shù)對比

4 結(jié)語

低溫甲醇洗凈化氣中硫含量對于甲醇合成裝置是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，H2S是甲醇合成催化劑毒物，會造成催化劑不可逆失活，為滿足甲醇合成裝置要求，經(jīng)過對造成凈化氣中總硫超標(biāo)的原因進(jìn)行分析，優(yōu)化了系統(tǒng)操作參數(shù)，并進(jìn)行技術(shù)改造，有效提高了貧甲醇的品質(zhì)，降低了貧甲醇的溫度，經(jīng)過檢修消除了設(shè)備存在的內(nèi)漏隱患，最終使凈化氣中的總硫由手動分析的0.15 mg/L降低至0.06 mg/L，滿足了生產(chǎn)需求，使裝置得到安全平穩(wěn)運(yùn)行。