袁野

摘 要：低溫甲醇洗在處理上游工藝氣有著較為廣泛的應用，但是在整個工藝運行的過程中會出現(xiàn)不穩(wěn)定的因素，嚴重影響著工藝氣處理的效果。因此，需要從運行中找到影響穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，從而有針對性的采取控制措施?；诖?，本文從低溫甲醇洗的工作原理入手，首先分析了低溫甲醇洗穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素，然后研究了低溫甲醇洗運行的優(yōu)化措施，希望可以借此給相關(guān)的研究提供一定的參考意見。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗；運行；關(guān)鍵因素

二氧化碳和硫化氫等酸性氣體在低溫的甲醇中有著較高的溶解度，因此可以利用低溫甲醇來吸收工業(yè)生產(chǎn)中多余的酸性氣體。這種凈化工藝不僅實現(xiàn)了環(huán)境保護的功能，同時也有利于酸性氣體的回收利用，在當前煤制甲醇工業(yè)中，常用低溫甲醇洗來去除二氧化碳、硫化氫等酸性氣體，有效的實現(xiàn)了其應有的功能。而且，利用低溫甲醇洗工藝去除酸性氣體還可以通過一定的方式實現(xiàn)硫的回收，能夠創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。因此，需要結(jié)合具體的工作原理和影響穩(wěn)定運行的因素，探討優(yōu)化措施，讓低溫甲醇洗流程長周期穩(wěn)定的運行。

1 低溫甲醇洗的工作原理

從本質(zhì)上來看，低溫甲醇洗在運行的過程中是利用低溫的甲醇階段性的吸收酸性氣體，因為隨著甲醇溫度的下降，各類酸性氣體在其中的溶解程度會逐漸增加，因此對于硫化氫和二氧化碳等酸性氣體，就可以很好的溶解到其中。而且，當氣壓增大時，某一氣體的溶解程度也會隨之增加，因此在具體的工業(yè)生產(chǎn)中，還可以通過增加系統(tǒng)壓力的方式來提高酸性氣體的吸收程度。甲醇吸收酸性氣體存在一個固定的k值，溫度越低，溶解程度越高，所以在吸收酸性氣體時，這種方式就可以將酸性氣體很好的吸收在低溫甲醇中，實現(xiàn)尾氣凈化的功能。

2 低溫甲醇洗穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素

在利用低溫甲醇洗實現(xiàn)酸性氣體吸收時，需要對溫度和壓力進行嚴格的控制，因為隨著壓力和溫度的變化，硫化氫和二氧化碳等氣體的溶解系數(shù)也會變化。具體的工業(yè)生產(chǎn)中，工藝氣中還包含著氮氣和氫氣等氣體，但是這兩種氣體受溫度和氣壓的影響不大。具體而言，在低溫甲醇洗工藝中，影響穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素主要如下。

2.1 壓力控制

密閉空間的壓力直接影響到低溫甲醇洗的運行效果，在進行二氧化碳和硫化氫等酸性氣體吸收時，可以通過增加壓力的方式來促進氣體在低溫甲醇中的溶解程度，由于低溫甲醇洗是分階段吸收酸性氣體來實現(xiàn)凈化的需求，因此在固定的溫度下，溶解程度和氣體的壓力是呈現(xiàn)出正比關(guān)系的。當氣體壓力增加時，分子的擴散速度也會提升，低溫甲醇溶劑就可以和氣體良好的接觸，有利于促進吸收的過程。因此，在具體的工藝中，需要根據(jù)設(shè)備的承受能力盡可能保持系統(tǒng)壓力滿足要求，然后維持壓力的穩(wěn)定，以此來提高尾氣凈化的效率。為了保證凈化的效果和凈化的效率，在低溫甲醇洗工藝運行的過程中，首先要保證設(shè)備的穩(wěn)定，基于此前提增加操作壓力，這樣可以保證前期酸性氣體的溶解速度。

2.2 溫度控制

隨著甲醇溫度的變化，酸性氣體在其中的溶解程度會體現(xiàn)出明顯的差異性，低溫甲醇的凈化效果不僅受到氣液平衡的影響，同時酸性氣體在甲醇中的溶解程度也會隨著溫度的變化而變化。甲醇的溫度降低時，酸性氣體在其中的溶解程度會有效的增加，而且甲醇蒸氣會受到系統(tǒng)溫度的影響，如果溫度升高，甲醇蒸汽壓會隨之增大，這樣就會使甲醇洗運行中損耗有所增加。所以，綜合來看，整個工藝必須保證甲醇的溫度足夠低，這樣才能提高甲醇對酸性氣體吸收能力，同時降低運行中甲醇的損耗。

為了保證低溫甲醇洗運行的溫度，首先要對甲醇吸收制冷的工藝進行改進。其次，在富甲醇減壓閃蒸時，要降低氣體的壓力，另外，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上盡可能的提高丙烯壓縮機的負荷。最后，要合理的控制循環(huán)甲醇和變換氣的流量，一方面減少甲醇的損失，另一方面提高酸性氣體吸收的效率，以達到飽和吸收和飽和解吸。

2.3 塔板效率控制

①控制合適的液/氣比；②塔板的水平度要合乎要求；③塔板無漏液現(xiàn)象；④吸收劑純度高，不發(fā)泡；⑤塔板上無臟物、垢物、保證液層高度。

2.4 氣液比控制

答：在一定的吸收溫度壓力和再生條件下，二氧化碳的凈化度隨吸收氣液比的降低而增高（即氣量一定時，溶液循環(huán)量大，出吸收塔氣二氧化碳含量低），但溶液循環(huán)量大，消耗功率大，且H2損失大，所以在保證系統(tǒng)凈化度的前提下采取盡量大的氣液比。

2.5 氨含量控制

一般情況下，氨在變換單元時經(jīng)過洗氨塔被洗氨水洗滌大部分被送往變換汽提塔處理后送往硫回收，即便如此也有少量氨帶往低溫甲醇洗系統(tǒng)循環(huán)至熱區(qū)部分。在一定合適濃度下，系統(tǒng)有部分氨的存在可以中和系統(tǒng)的酸性，從而對設(shè)備和管道起到防腐的作用。氨含量過低不利于設(shè)備防腐，氨含量過高會削弱低溫甲醇的吸收能力，在同等條件下，為滿足合成氣的指標要求，會增加貧甲醇的循環(huán)量增加能耗，甚至會導致凈化氣中硫含量超標等危害。

控制措施；①控制變換單元洗氨水流量。氨在水中溶解度較大，常溫常壓下一體積水能溶解大概700體積的氨，控制洗氨水流量可以控制帶往低甲的氨含量；②控制洗氨的溫度。在一定壓力、流量條件下，溫度對洗氨水吸收變換氣中的氨也有較大影響。一般通過調(diào)整變換氣水冷器循環(huán)水回水閥的開度及降低循環(huán)水的溫度來進行控制；③監(jiān)控系統(tǒng)的pH值。貧甲醇pH值一般控制在7-8之間，貧甲醇pH過高或者熱區(qū)部分的壓力有異常上漲的跡象，打開排氨閥不經(jīng)過激冷器冷卻將小部分酸性氣直接送往硫回收；④酸性氣冷卻部分復熱操作。如果由于氨含量過高引起管道堵塞（一般是提濃線管道，該管道介質(zhì)溫度較低），可減小激冷器負荷提高冷卻的溫度或者復熱，防止銨鹽結(jié)晶，與此同時，復熱也會增加甲醇損耗；⑤排氨線改造；低溫甲醇洗系統(tǒng)排氨線原設(shè)計為通過熱再生塔塔頂換熱器汽相旁路來排氨，通過酸性氣排放至硫回收，實際運行中，排氨效果不好，且容易造成甲醇損耗。整改措施：將低溫甲醇洗排氨改為液相排氨，增設(shè)一分液罐將熱再生塔塔頂分液罐含高濃度氨的甲醇排放至分液罐，再用氮氣將該分液罐內(nèi)含氨甲醇排放至變換汽提塔處理。在系統(tǒng)氨含量高時容易造成熱再生塔塔頂管線銨鹽結(jié)晶，對熱再生系統(tǒng)及后續(xù)硫回收系統(tǒng)正常運行造成影響。改造后系統(tǒng)氨含量高利用液相排氨線排氨，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.6 水含量控制

系統(tǒng)內(nèi)水含量過高會降低貧甲醇的吸收能力，甲醇溶液中溶有大量的硫化氫、二氧化碳等酸性氣體，這些物質(zhì)溶于水后會產(chǎn)生電解電離腐蝕，特別是在溫度較高的再生塔，水含量1～2%時，溶液中雜質(zhì)含量會明顯增多，大于 5%時，甲醇吸收能力下降，系統(tǒng)將半負荷運行，并且在短期內(nèi)會造成繞管式換熱器堵塞。

控制措施：

①在保證工況的情況下盡量減小上游洗氨水的流量和變換氣溫度，防止變換單元工藝氣中飽和水蒸氣帶入低溫甲醇洗系統(tǒng)；②原料氣分離罐液位較高或者分離效果差，變換氣將水帶進甲醇洗滌塔，控制合適的液位，檢查設(shè)備內(nèi)件；③甲醇水分離塔的工況不良造成系統(tǒng)內(nèi)水含量過高，調(diào)整并穩(wěn)定甲醇水分離塔工況，控制水分離塔溫度，保證系統(tǒng)水含量在指標內(nèi)同時保證外排廢水的甲醇含量小于0.05%（wt）；④系統(tǒng)補進的新鮮甲醇含水量高，調(diào)整甲醇水分離塔負荷，或者補充水含量較低的甲醇對系統(tǒng)甲醇進行置換；⑤低甲開車前系統(tǒng)水洗后未吹干，水洗后的甲醇系統(tǒng)必須用氮氣進行干燥，系統(tǒng)運行后及時調(diào)整甲醇水分離塔負荷盡快將水含量調(diào)整至指標范圍內(nèi)；⑥由于內(nèi)漏造成系統(tǒng)水含量高的設(shè)備有：熱再生塔塔頂冷凝器和熱區(qū)部分兩個再沸器，需要停車對設(shè)備進行檢查；⑦當?shù)蜏丶状枷匆粋€系列水含量高時，可以通過開貧甲醇入口導淋閥，將含有水含量高的甲醇，排放到地下槽，在通過排放甲醇泵將水含量高甲醇排放到另一個系列甲醇水分離塔進行處理來降低甲醇水含量。

4 結(jié)語

低溫甲醇洗是當前工藝氣處理中最常用的工藝之一，它可以有效的去除工藝氣中的酸性氣體。但是，低溫甲醇洗工藝在運行的過程中受到溫度和壓力、水含量、氨含量等的影響較大，特別是壓力的變化，需要分階段的進行控制，并且根據(jù)實際反饋的情況來進行相應的調(diào)整。

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