摘 要：低溫甲醇洗裝置循環(huán)甲醇溫度是導(dǎo)致凈化氣硫化氫超標(biāo)的一項(xiàng)主要原因，本文通過(guò)對(duì)某低溫甲醇洗裝置凈化氣硫化氫超標(biāo)時(shí)各參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，找出了低溫甲醇洗裝置循環(huán)甲醇溫度升高的原因，并采取了對(duì)策和措施，避免了由于循環(huán)甲醇溫度升高而造成凈化氣中硫化氫超標(biāo)的情況。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗；甲醇循環(huán)量；溫度；硫化氫

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.033

0 前言

神華寧煤集團(tuán)烯烴一分公司是以煤為原料生產(chǎn)烯烴的大型工業(yè)化裝置，該項(xiàng)目氣體凈化裝置采用魯奇公司低溫甲醇洗工藝，設(shè)計(jì)處理變換氣流量為768000Nm3/h。低溫甲醇洗裝置自開(kāi)車正常運(yùn)行以來(lái)，每年凈化氣都會(huì)出現(xiàn)10余次H2S超標(biāo)情況，針對(duì)H2S超標(biāo)原因成立攻關(guān)小組，發(fā)現(xiàn)低溫甲醇洗系統(tǒng)溫度升高是導(dǎo)致凈化氣中H2S超標(biāo)的一項(xiàng)重要原因。經(jīng)過(guò)分析和改造，解決了低溫甲醇洗系統(tǒng)溫度升高的現(xiàn)象。

1 工藝流程簡(jiǎn)介

低溫甲醇洗工藝流程如下所述，來(lái)自變換裝置的粗煤氣經(jīng)一系列換熱器冷卻至10℃后進(jìn)入氨洗滌塔，脫除變換氣中大量的NH3和HCN，然后繼續(xù)經(jīng)換熱器冷卻后依次進(jìn)入吸收塔的預(yù)洗段（脫除NH3、HCN及其它微量雜質(zhì)元素）、H2S吸收段（脫除H2S和少量CO2）、CO2吸收段（脫除大量CO2和少量H2S）得到合格凈化氣后送入甲醇合成裝置。吸收了酸性氣體的甲醇在中壓閃蒸塔中解析出CO、H2組分后經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)后并入粗煤氣回收利用。來(lái)自吸收塔CO2吸收段的甲醇在解析塔中在降低壓力和氣提作用下解析出CO2，得到的富甲醇（含CO2和少量H2S）被送往吸收塔作為主洗甲醇循環(huán)利用。來(lái)自吸收塔H2S吸收段的甲醇在解析塔中在降低壓力和氣提氮?dú)庾饔孟陆馕龀鯟O2，然后被送往熱再生塔，在低壓高溫下解析出H2S后被送往吸收塔作為精洗甲醇。熱再生塔底部含水甲醇被送往甲醇水分離塔脫除水分，以保證循環(huán)甲醇中水含量不高于1%。

2 低溫甲醇洗系統(tǒng)溫度升高的危害

低溫甲醇洗崗位最主要的崗位任務(wù)是脫除來(lái)自變換裝置粗煤氣中的H2S、COS、CO2等雜質(zhì)元素，為甲醇合成工段提供總硫含量小于0.1×10-6v/v的合格凈化氣。

當(dāng)吸收劑甲醇溫度升高時(shí)，甲醇對(duì)硫化氫的吸收效果明顯下降，很容易造成凈化氣中H2S超標(biāo)。H2S在甲醇中的溶解度會(huì)隨著平衡分壓的增加而增加，隨著溫度的降低而升高，因此，分壓越高，溫度越低，溶解度越高。凈化氣中H2S超標(biāo)會(huì)造成甲醇合成催化劑永久性中毒，因此凈化氣中H2S含量是低溫甲醇洗最重要的指標(biāo)。

3 低溫甲醇洗系統(tǒng)溫度升高原因分析及防范措施

3.1 原因分析

該裝置在2015年和2016年共出現(xiàn)H2S超標(biāo)15次，對(duì)H2S超標(biāo)時(shí)各工況參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)6次超標(biāo)是在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)循環(huán)甲醇溫度升高造成，2次超標(biāo)是在精洗甲醇增壓泵倒泵過(guò)程中循環(huán)甲醇溫度升高造成。具體原因分析如下：

（1）甲醇循環(huán)量過(guò)大。甲醇循環(huán)量與粗煤氣量成正比，甲醇循環(huán)量不足，造成液氣比減少，粗煤氣中酸性氣脫除不干凈，會(huì)造成凈化氣中H2S超標(biāo)[2，3] 。但甲醇循環(huán)量過(guò)大會(huì)造成循環(huán)甲醇溫度升高，上述6次超標(biāo)情況中5次是由于甲醇循環(huán)量過(guò)大造成。運(yùn)行中循環(huán)甲醇中CO2總含量是一定的，甲醇循環(huán)量過(guò)大，單位體積甲醇解析出CO2量減少，得到的冷量少，造成甲醇溫度升高。甲醇循環(huán)量與熱再生塔加熱蒸汽量成正比，甲醇循環(huán)量大，熱再生塔加熱蒸汽量大，以整個(gè)系統(tǒng)為分析單元，冷量不變，熱量增加，導(dǎo)致循環(huán)甲醇溫度不斷升高。此外，甲醇循環(huán)量大，機(jī)泵對(duì)甲醇做功增多，以及甲醇與管道摩擦產(chǎn)生的熱量增多，也會(huì)造成循環(huán)甲醇溫度不斷升高。

（2）氣提氮?dú)饬窟^(guò)大。運(yùn)行中循環(huán)甲醇中CO2總含量是一定的，甲醇中解析出的CO2含量得到的冷量也是一定的。氣提氮?dú)馀c解析塔解析出CO2換熱冷卻后進(jìn)入解析塔氣提段。氣提氮?dú)饬窟^(guò)大，進(jìn)入解析塔氣提氮?dú)鉁囟雀?，造成循環(huán)甲醇溫度不斷升高。上述6次超標(biāo)情況中1次由于氣提氮?dú)饬窟^(guò)大導(dǎo)致系統(tǒng)溫度升高造成硫化氫超標(biāo)。

（3）精洗甲醇增壓泵回流配置不合理。出熱再生塔精洗甲醇溫度為96℃左右，經(jīng)精洗甲醇泵提壓后通過(guò)貧/富甲醇換熱器和再吸收甲醇/貧甲醇換熱器冷卻至-50℃左右，再經(jīng)精洗甲醇加壓泵加壓后送入吸收塔。精洗甲醇加壓泵在啟動(dòng)及切換時(shí)需將機(jī)泵的最小回流閥打開(kāi)，原設(shè)計(jì)時(shí)將精洗甲醇加壓泵回流直接返回?zé)嵩偕?50℃甲醇直接返回?zé)嵩偕痪o造成冷量嚴(yán)重?fù)p失，此外，為保證甲醇再生溫度，熱再生塔加熱蒸汽量大幅度增加，使吸收甲醇溫度迅速上升，造成凈化氣中硫化氫超標(biāo)。

（4）其它原因。丙烯制冷劑或冷卻水量不足也會(huì)造成低溫甲醇洗系統(tǒng)溫度升高。

3.2 防范措施

①根據(jù)粗煤氣量及時(shí)調(diào)整甲醇循環(huán)量和氣提氮?dú)饬吭诤侠矸秶鷥?nèi)。按照設(shè)計(jì)參數(shù)及各負(fù)荷工況最優(yōu)運(yùn)行狀況期間各參數(shù)制定粗煤氣量-甲醇循環(huán)量-氣提氮?dú)饬科ヅ浔恚阌诓僮魅藛T及時(shí)優(yōu)化工況，2016年6月至今該裝置未出現(xiàn)因甲醇循環(huán)量和氣提氮?dú)饬窟^(guò)大造成硫化氫超標(biāo)的情況。②將精洗甲醇加壓泵回流改至解析塔氣提段與含硫甲醇共同經(jīng)換熱器換熱回收冷量后送入熱再生塔。自回流管線改造后精洗甲醇加壓泵切泵過(guò)程中未出現(xiàn)循環(huán)甲醇溫度大幅度升高的情況。但倒泵過(guò)程中需注意回流閥開(kāi)度不能過(guò)大，需及時(shí)調(diào)整塔液位，避免調(diào)節(jié)閥跟蹤不及時(shí)導(dǎo)致熱再生塔再生段液位過(guò)低聯(lián)鎖機(jī)泵停車。③制冷劑或冷卻水量不足時(shí)裝置及時(shí)減負(fù)荷操作，避免系統(tǒng)溫度升高。

4 結(jié)語(yǔ)

循環(huán)甲醇溫度高低對(duì)H2S吸收效果影響重大，運(yùn)行中造成循環(huán)甲醇溫度升高的原因有多種。本文通過(guò)對(duì)某低溫甲醇洗裝置H2S超標(biāo)時(shí)工況進(jìn)行分析總結(jié)出循環(huán)甲醇溫度升高的主要原因并采取相應(yīng)措施，避免了因循環(huán)甲醇溫度升高造成凈化氣H2S超標(biāo)的情況。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬沛生，徐明.各種氣體在甲醇中的溶解度[J].天然氣化工，1991，16（06）：9-10.

[2]張魁.低溫甲醇洗裝置出口合成氣總硫超標(biāo)原因分析及對(duì)策[J].天津化工，2014，28（06）：1.

[3]楊自偉，孫吉梅等.低溫甲醇洗裝置凈化氣中硫含量超標(biāo)原因分析及對(duì)策[J].河南化工，2010，27（07）：1-2.

作者簡(jiǎn)介：魏成（1988-），寧夏鹽池人，碩士研究生，助理工程師，研究方向：化工機(jī)械設(shè)備。