張志強

摘 要：在低溫高壓環(huán)境下，應(yīng)用低溫甲醇洗工藝，吸收劑選用甲醇，對原料中包含的二氧化碳和硫化氫等物質(zhì)進行脫出，以保障下游工段凈化氣質(zhì)量的合格性，這一工藝對氣體凈化的程度較高，具有極佳的選擇性，可在同一塔分段內(nèi)進行氣體脫碳和脫硫干預(yù)，以此開展具有選擇性的脫硫干預(yù)。在氣體凈化裝置（天然氣脫硫裝置、工業(yè)制氫裝置、城市煤氣裝置、合成甲醇裝置及合成氨裝置）中均廣泛應(yīng)用了低溫甲醇洗工藝，當(dāng)前我國煤化工裝置中也廣泛應(yīng)用這一技術(shù)進行生產(chǎn)。本文就低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫高原因展開論述分析。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗裝置;凈化氣;總硫;原因

低溫甲醇洗工藝工作原理為在低溫情況下，依靠甲醇對酸性氣體（二氧化碳、硫化氫、羰基硫）中各組分溶解度的不同，以此進行選擇性的吸收，再對變換氣中的酸性氣體進行分步脫除，這一工藝流程屬于物理吸收的主要形式，在吸收酸性氣體后的甲醇，可依靠壓力降低、氮氣氣提及加熱、再生后釋放硫化氫、二氧化碳及羰基硫等氣體[1]，使甲醇再生成貧甲醇，以此循環(huán)應(yīng)用，將所形成的酸性氣體送往硫回收裝置進行回收和有效處理，但是總硫水平較高問題屬于低溫甲醇洗裝置凈化的主要問題，所以必須依靠技術(shù)改造及工藝調(diào)整形式進行該問題解決。

1 低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫含量的影響因素

1.1 吸收塔塔板傾斜、浮閥脫落

若是低溫甲醇洗工藝應(yīng)用過程中，系統(tǒng)接變換氣過程中速度過快，變換氣在吸收塔內(nèi)部流動速度也會隨之提升，極易導(dǎo)致塔板被吹翻，也極易發(fā)生浮閥吹落現(xiàn)象，直接導(dǎo)致液體短路幾率的提升，影響氣液的正常接觸，降低吸收洗滌的效率，導(dǎo)致凈化氣總硫超過預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 換熱器內(nèi)漏

凈化氣的壓力低于變換氣壓力，若是凈化氣深冷器產(chǎn)生內(nèi)漏情況，將直接導(dǎo)致凈化氣內(nèi)部竄入變換氣，導(dǎo)致出口凈化氣的含硫量升高;發(fā)生貧/富甲醇換熱器內(nèi)漏情況，將直接導(dǎo)致貧甲醇之中混合富硫甲醇，吸收能力下降，誘發(fā)凈化氣中硫含量的升高。

1.3 氣提氮氣流量

在常規(guī)生產(chǎn)狀況下，低溫甲醇洗系統(tǒng)運行極為穩(wěn)定，甲醇的再生會受到氣提氮氣流量的極大影響，若是硫化氫濃縮塔的氣提氮流量偏小，則會導(dǎo)致熱再生塔負荷增大，再生效果下降，貧甲醇吸收能力下降，進而誘發(fā)硫含量升高表現(xiàn)[2]。

1.4 NH3的影響

在洗滌過程中，若是氨洗塔的洗滌效果不好，在NH3進入到甲醇洗系統(tǒng)以后，將很難進行脫除干凈，且隨著其累積量的提升，在熱再生過程中，氨會形成（NH3）2S，待吸收塔頂部接收到熱再生過來的貧甲醇時，（NH3）2S會再次分解，并釋放出大量的硫化氫，向凈化氣中揮發(fā)，以此形成硫化物超標(biāo)情況。

1.5 甲醇含水量

貧甲醇之中的含水量屬于在低溫甲醇洗工藝應(yīng)用過程中的重點內(nèi)容，若是甲醇中含水量較高，將對硫化氫氣體的吸收效果產(chǎn)生不良影響，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕，甲醇中的含水量一旦超過5%，將直接誘發(fā)二氧化碳溶解度比例在純甲醇中下降的情況，其溶解度的下降比例約為15%，其中硫化氫的溶解度也會不斷降低，通過甲醇水分離塔形式對溶液系統(tǒng)中的含水量進行控制，甲醇內(nèi)水分的脫除大都是依靠甲醇水分離塔進行脫除，可見，甲醇水分離塔的運行情況將直接對甲醇的脫水效果產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響，進一步對硫含量產(chǎn)生不良影響[3]。

1.6 甲醇再生效果

甲醇再生效果下降將對凈化氣中總硫含量產(chǎn)生不利影響，在低溫甲醇洗系統(tǒng)之中，可依靠加熱、氮氣氣提及閃蒸方式完成甲醇的再生，甲醇屬于吸收劑的一種，由于其已經(jīng)對硫化氫及二氧化碳等氣體產(chǎn)生了溶解效果，若是其再生作用較差，將影響硫化物及二氧化碳的釋放率，導(dǎo)致循環(huán)甲醇吸收洗滌能力不斷降低，影響吸收效果。

1.7 甲醇循環(huán)量

甲醇循環(huán)量是對凈化氣中的總硫含量進行控制的主要變量，循環(huán)量若是過小，將直接導(dǎo)致硫化氫被甲醇的吸收量的降低，影響硫化氫在氣相中的洗滌效果，導(dǎo)致總硫超標(biāo)。適當(dāng)對系統(tǒng)中甲醇的循環(huán)量進行增加，會在一定程度上增加液氣比，導(dǎo)致吸收推動力的提升，影響硫化氫在原料氣中的脫除效果，在常規(guī)情況下，氣量在一萬標(biāo)方情況下，甲醇的循環(huán)量應(yīng)維持在13m3～14m3之間。

1.8 操作溫度

低溫會在一定程度上提升氣體吸收脫除效率，低溫甲醇洗工段冷量的主要來源為丙烯汽化制冷，吸收了二氧化碳的甲醇再經(jīng)過降壓閃蒸，吸收熱量，甲醇溫度大幅下降，再經(jīng)過氮氣的氣提，甲醇溫度會進一步降低，溫度越低，硫化物的吸收越有效。硫化氫濃縮塔的甲醇可達到-60℃，在進入吸收塔以后的貧甲醇溫度能夠控制在-47℃，若是系統(tǒng)冷量未達到對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，將直接誘發(fā)貧甲醇進入吸收塔后的溫度升高，影響硫化氫的吸收效果，導(dǎo)致總硫超過預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。

2 硫化物超標(biāo)因素分析

低溫甲醇洗裝置的操作壓力大都控制在3.2-3.4MPa，操作過程中，溫度應(yīng)控制在-50℃～-43℃之間，在這一工藝條件下，甲醇中溶解硫化氫的含量比較高，極易產(chǎn)生脫除效果，這一裝置在運行前的六個月，吸收塔凈化氣中硫含量大都在0.1×10-6以下，滿足硫化物檢驗標(biāo)準(zhǔn)。而一旦出現(xiàn)凈化氣中總硫超標(biāo)的情況，實際操作過程中，必須促進循環(huán)甲醇用量的提升。在進入低溫甲醇洗系統(tǒng)后，氨并不能在熱再生過程中完全脫除，其會不斷在系統(tǒng)中積累，導(dǎo)致循環(huán)甲醇之中所包含的氨含量不斷升高，氨含量的升高將直接導(dǎo)致凈化氣中所包含的硫含量超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3 預(yù)防硫化物超標(biāo)的方法

第一，需要對丙烯制冷裝置的操作水平進行提升，注意對前后工段進行聯(lián)系與溝通;第二，需要對氣提系統(tǒng)進行監(jiān)測，以確保氣提氮氣的流量和壓力水平的正常，對硫化氫濃縮塔的壓力進行控制，使其維持在常壓狀態(tài)下，不斷提升對二氧化碳閃蒸效果，以盡可能的降低甲醇的溫度，提升甲醇吸收硫化氫的效率。第三，需要依據(jù)比例對甲醇的循環(huán)量進行增加，以保障液氣比的合理性，以此促進硫化氫的吸收力度的提升。第四，必須對甲醇水分離塔及熱再生塔的操作進行優(yōu)化處理，以促進甲醇再生效果的提升。第五，在系統(tǒng)中接入變換氣以后，必須對加負荷速率進行控制，對換熱器的管殼程壓差進行把控，在泄壓或者接氣過程中不能過快，以降低塔盤浮閥脫落的可能性，降低換熱器管殼程壓差過大情況，對設(shè)備進行保護。第六，需要進行加水洗塔操作，以確保水洗效果的合理性，對NH3的含量進行有效控制。第七，可通過適當(dāng)提高熱再生塔的溫度，促進甲醇熱再生塔塔頂酸性氣體排放量的增加，以此幫助氨同酸性氣體向硫回收裝置中排放，并進行燃燒處理。在熱再生塔回流罐處，進行排氨點的設(shè)計，待甲醇中所包含的氨含量達到一定數(shù)值以后，將含氨甲醇向廢甲醇罐中排放。

4 結(jié)束語

凈化氣中的總硫含量一旦超過對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，將直接對甲醇的生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，誘發(fā)催化劑中毒情況，對催化劑的應(yīng)用壽命產(chǎn)生降低效果，對甲醇裝置的正常生產(chǎn)產(chǎn)生負面效果，所以必須針對低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫高原因進行分析，并采取針對性措施進行解決，以保障甲醇的正常生產(chǎn)，確?？偭蚝糠蠘?biāo)準(zhǔn)。

參考文獻：

[1]張雷.煤制油低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫超標(biāo)原因分析及對策[J].石油化工應(yīng)用，2019，38（11）：116-118+124.

[2]劉才波，夏艷杰.低溫甲醇洗凈化氣總硫含量超標(biāo)的原因分析及解決措施[J].氣體凈化，2018，18（（03）：49-50.

[3]張建超.低溫甲醇洗凈化氣中總硫含量超標(biāo)的原因及應(yīng)對措施[J].氣體凈化，2019，19（01）：30-31.