張敏 張向沛 紀(jì)林朋 苗建林(河南能源化工集團(tuán)洛陽永龍能化有限公司,河南 洛陽 471000)

低溫甲醇洗循環(huán)量的優(yōu)化調(diào)整

張敏 張向沛 紀(jì)林朋 苗建林(河南能源化工集團(tuán)洛陽永龍能化有限公司,河南 洛陽 471000)

本文主要分析低溫甲醇洗工藝中甲醇循環(huán)量的優(yōu)化調(diào)整，以河南某氣化廠為例詳細(xì)分析循環(huán)量?jī)?yōu)化調(diào)整后各項(xiàng)工藝指標(biāo)完全達(dá)標(biāo)，甚至優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。

低溫甲醇洗工藝;循環(huán)量調(diào)整;優(yōu)化;指標(biāo)

河南某氣化廠低溫甲醇洗裝置是九塔設(shè)計(jì)工藝，其中包括C01硫化氫吸收塔、CO2二氧化碳吸收塔、C03二氧化碳閃蒸塔、C04硫化氫濃縮塔、C05熱再生塔、C06水洗塔、C07石腦油萃取閃蒸塔、C08共沸塔、C09甲醇水分離塔。當(dāng)時(shí)新員工、新裝置對(duì)工藝原理理解不深，循環(huán)量的調(diào)整不合適，導(dǎo)致凈化氣中總硫和CO2超標(biāo)、CO2排放氣中的H2S超標(biāo)，造成能源浪費(fèi)和環(huán)保指標(biāo)不合格排放，進(jìn)行循環(huán)量?jī)?yōu)化調(diào)整后取得了良好的效果。

1 低溫甲醇洗工藝原理

(1)在高壓低溫下甲醇對(duì)煤氣中的二氧化碳、硫化氫、有機(jī)硫、氰化物的吸收能力很強(qiáng)，凈化程度高，而對(duì)于氫氣、一氧化碳和甲烷來說不易溶于甲醇。就是利用這一物理變化性質(zhì)把煤氣中的有害成份CO2、H2S、有機(jī)硫除去，回收有效成份H2、CO、CH4。由于甲醇對(duì)H2S的吸收要比CO2的吸收快的多，溶解度前者比后者大很多，所以可以先吸收CO2，再吸收H2S，起到節(jié)能降耗的作用。并且當(dāng)壓力降低或溫度升高時(shí)所吸收的氣體又容易從溶液中釋放出來，這樣甲醇得到再生，可以循環(huán)利用

(2)循環(huán)量根據(jù)氣體負(fù)荷大小進(jìn)行調(diào)整的，氣體負(fù)荷越大循環(huán)量越大，控制合適的氣液比。

(3)調(diào)整甲醇循環(huán)量是控制指標(biāo)合格最主要的手段，因?yàn)檠h(huán)量越大，飽和度越低，單位體積甲醇閃蒸出冷量越小，不利于甲醇降溫，最終引起凈化氣不合格，并且能耗大。循環(huán)量小能保證甲醇循環(huán)氣體飽和度高，利于降溫，但過小不利于吸收，也會(huì)造成凈化氣不合格，所以適當(dāng)?shù)难h(huán)量不僅能保證凈化氣合格和能耗降低，在接氣時(shí)也有助于循環(huán)量的快速降溫，有利于盡快送出合格的凈化氣。

2 存在問題

由于循環(huán)量的調(diào)整和煤氣負(fù)荷沒有完全匹配，結(jié)果出現(xiàn)三種不正?，F(xiàn)象。一是直接造成凈化氣不合格；二是凈化氣合格而二氧化碳排放氣中的硫超標(biāo)；三是克勞斯氣濃度太低達(dá)不到硫回收的要求；四是需求的冷量增加，能耗高。

3 原因分析

(1)由于儀表問題，流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)確導(dǎo)致實(shí)際二氧化碳洗滌塔貧甲醇循環(huán)量CF061偏小，凈化氣超標(biāo)。為了保證凈化氣CO2降到1%以下，總硫降到0.5ppm以下，只有加大二氧化碳吸收塔半貧甲醇量CF041和硫化氫吸收塔CF021循環(huán)量，二氧化碳吸收塔甲醇洗滌劑嚴(yán)重不飽和，結(jié)果是大量的二氧化碳在硫化氫洗滌塔中被吸收，造成硫化氫洗滌塔液相溫度升高不利于C04硫化氫的濃縮，從而克勞斯氣中硫化氫的濃度低達(dá)不到設(shè)計(jì)值。

(2)同時(shí)由于二氧化碳洗滌塔貧甲醇循環(huán)量CF061偏小，為了維持系統(tǒng)液位平衡只有減小硫化氫濃縮塔一段和三段閃蒸汽的吸收量，大量的硫化氫伴隨著二氧化碳?xì)獗唤馕鰜?，設(shè)計(jì)CO2氣中硫化氫含量小于50ppm，實(shí)際已經(jīng)達(dá)到300ppm甚至更高，給大氣造成嚴(yán)重污染。

(3)由于C02塔貧甲醇量CF061較小，為了維持系統(tǒng)液項(xiàng)平衡減小了到硫化氫濃縮塔的一段和三段的吸收量，一段和三段氣液兩相嚴(yán)重不匹配，造成一段和三段的壓差一直較高，二氧化碳?xì)庀鄮б?，甲醇丟失嚴(yán)重。

(4)由于C02塔貧甲醇量CF061,偏小，CF041偏大，單位體積的甲醇含二氧化碳飽和度低，閃蒸出的冷量少，為了維持較低的系統(tǒng)溫度，只有加大冷量的供給，造成能源浪費(fèi)。

4 問題判斷、循環(huán)量的優(yōu)化調(diào)整

通過以上可知，主要有四個(gè)問題，一是硫化氫濃度較低、二是二氧化碳排放氣中硫化氫高、三是甲醇丟失嚴(yán)重、四是冷量需求增大，能耗大。

首先從環(huán)保方面開始逐步加大硫化氫濃縮塔的吸收量，通過分析化驗(yàn)排放氣中的硫化氫從300ppm一直下降，同時(shí)一段和三段壓差也明顯降低。為了維持系統(tǒng)液相平衡逐步減小硫化氫吸收塔的硫化氫洗滌量CF021，但是伴隨著出現(xiàn)了凈化氣超標(biāo)的現(xiàn)象，這時(shí)基本就能判斷是硫化氫和二氧化碳吸收塔的循環(huán)量出現(xiàn)了問題，最后經(jīng)過儀表人員對(duì)CF021CF041CF061校驗(yàn)，確定CF061實(shí)際流量和顯示量相差較大。原因找到后加大CF061的量，減小CF021CF041的量，C02塔甲醇循環(huán)量盡量飽和，C01塔二氧化碳?xì)獠槐晃?，確保C01塔底液相溫度合格，為C04硫化氫濃縮塔提供良好的工藝條件，保證硫化氫最低限度地不被閃蒸出來。同時(shí)也要保證C01塔CF021的吸收量，力爭(zhēng)把硫化氫完全吸收不被帶到C02塔，否則同樣會(huì)造成二氧化碳中硫化氫超標(biāo)。

5 優(yōu)化調(diào)整后的效果

凈化氣的合格率從98%到100%，硫化氫濃縮塔一段和三段壓差恢復(fù)到設(shè)計(jì)值，大幅度提高工藝指標(biāo)的合格率；二氧化碳排放氣中硫化氫從300ppm以上降到20ppm以下，完全達(dá)標(biāo)排放，減少環(huán)境污染；克勞斯氣濃度也有大幅度提高，為硫回收裝置提供有利的條件，減少了酸性氣的排放；系統(tǒng)甲醇量補(bǔ)充有8小時(shí)兩次到一次，節(jié)約能耗。冷量系統(tǒng)的負(fù)荷也有所下降，和設(shè)計(jì)值相附。