劉亮 李慶春(淄礦集團內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司世林化工早期低溫甲醇洗系統(tǒng)的塔盤是采用新型浮閥塔盤，這種塔盤能消除板上液面梯度和液體滯留區(qū)，減小返混，但隨著提產(chǎn)降耗的要求不斷深入，浮閥的優(yōu)勢已不再太突出，因產(chǎn)量提高出現(xiàn)的塔盤脫落和壓降增大使得塔板無法正常操作，嚴重制約后續(xù)崗位甲醇的生產(chǎn)，達不到高負荷、長周期、穩(wěn)定連續(xù)運行。

1 問題的解決和應用效果

世林化工低溫甲醇洗工藝流程采用低溫甲醇洗工藝脫硫、脫碳，其典型工藝是采用林德技術六塔流程，脫碳、脫硫分上下塔脫除，在一個塔內(nèi)完成。世林化工通過與天津奧展興達化工技術有限公司充分調(diào)研當前國內(nèi)、國際低溫甲醇洗工藝的生產(chǎn)狀況，并綜合分析各類工藝技術的先進性和工業(yè)實際生產(chǎn)應用情況，同時與制約世林化工低溫甲醇洗洗滌系統(tǒng)提產(chǎn)帶液、系統(tǒng)壓降大等問題相結合，進行了雙層垂直篩板塔板的研制與應用研究。

2 主要研究內(nèi)容

針對新型浮閥塔盤的塔盤脫落和壓降增大等問題；本項目對低溫甲醇洗系統(tǒng)塔內(nèi)件部分進行優(yōu)化、升級，使得改造后的低溫甲醇洗系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、高負荷、長周期連續(xù)運行，提升甲醇產(chǎn)量，創(chuàng)造較大經(jīng)濟效益。本項目的主要研究內(nèi)容包括：(1)對低溫甲醇洗系統(tǒng)工藝及其技術現(xiàn)狀的研究。(2)對原系統(tǒng)原有設備、設施與低溫甲醇洗工藝匹配性的研究。(3)對原低溫甲醇洗系統(tǒng)工藝設備進行研究，建立理論模型。(4)結合實際生產(chǎn)情況，研究低溫甲醇洗提產(chǎn)帶液，凈化氣指標不合格，壓降高的問題。(5) 對改造前后系統(tǒng)進行對比研究，明確系統(tǒng)改造的優(yōu)越性。(6) 研究項目中的安全運行狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)采集、傳輸與通信模式，結合現(xiàn)代檢測技術、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術和計算機技術，實現(xiàn)多技術融合、多個數(shù)據(jù)融合的安全監(jiān)控以及風險預控系統(tǒng)。

該項目的實施，從源頭上解決提產(chǎn)帶液導致凈化氣不合格及操作壓降高的問題，不僅實現(xiàn)了世林化工的安全、穩(wěn)定、高負荷生產(chǎn)，提高整體裝置生產(chǎn)效率，增加了甲醇產(chǎn)量，還改善了工人作業(yè)環(huán)境，降低了工人勞動強度。

3 創(chuàng)新點

(1)項目對低溫甲醇洗裝置存在的難題進行深入研究，建立凈化氣系統(tǒng)模型，為煤化工行業(yè)解決凈化氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行問題提供了新的思路；采用雙層垂直篩板塔板改造低溫甲醇洗流程中的甲醇洗滌塔、CO2解吸塔和熱再生塔的浮閥塔盤，使原甲醇產(chǎn)量850t/a 提高到950t/a。(2)由于雙層垂直篩板的特殊結構，使其傳質(zhì)方式與傳統(tǒng)浮閥塔板不同，與傳統(tǒng)塔盤相比，具有處理能力大、塔板效率高、抗堵塞能力強、壓力降低等特點。在進氣量125440Nm3/h(950t/a 甲醇產(chǎn)量)，原甲醇洗滌塔不增加甲醇洗滌量的情況下，塔頂氣相出口中總硫含量≤0.1ppmv，貧液中H2S 含量≤10ppm。(3)通過優(yōu)化工藝流程、設計完善的配套裝置、形成一個高效的有機整體；解決原甲醇洗滌塔塔頂出口氣相夾帶甲醇和H2S 含量高的問題；CO2解吸塔的塔盤脫落及出口H2S 含量較高的問題；通過優(yōu)化操作流程合理利用余熱，節(jié)能降耗等問題。(4)新型塔盤保證了工藝氣體的凈化效果和溶液的良好再生，提高了塔的處理能力和操作彈性，保證了甲醇和水的分離效果。

4 塔盤改造前后對比

對甲醇洗滌塔(C15201)79 層塔盤進行改造，由原來浮閥改為泡罩，CO2解吸塔(C15202)頂層10 層(47#-56#)塔盤進行改造，由浮閥改為泡罩，熱再生塔(C15204)頂層10 層(27#-36#)塔盤進行改造，由浮閥改為雙泡罩，以改善傳質(zhì)效果、降低系統(tǒng)阻力。技改前后對比如圖1、圖2 所示。

圖1 技改前塔盤圖片

圖2 技改后塔盤圖片

5 結語

通過對原有系統(tǒng)進行升級改造，保證了系統(tǒng)生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、長周期、高效運行，減少了資源浪費，具有重大的經(jīng)濟和社會效益。

本項目的實施為世林化工低溫甲醇洗工藝系統(tǒng)提供了擴產(chǎn)降耗的解決方案，有助于世林化工實現(xiàn)高效生產(chǎn)和節(jié)能減排的目的，提高生產(chǎn)水平。(1)甲醇洗滌塔、CO2解吸塔、熱再生塔內(nèi)件優(yōu)化升級總投資約158 萬元，該技術達到了節(jié)水、節(jié)電、節(jié)汽、增收的效果，技術指標先進，內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司改造后公司當月增收約400 萬元，當月即收回設備購置成本。(2)通過塔板改造，在不增加甲醇循環(huán)量的基礎上提高了甲醇產(chǎn)量，降低了噸甲醇能耗。(3)低溫甲醇洗的凈化氣中總硫含量≤0.1ppmv，甲醇含量≤50ppm，CO2含量≤3.5%，CO2產(chǎn)品濃度≥98%，有利于延長合成催化劑的使用壽命，同時高品質(zhì)的CO2滿足了氣化工藝的需求。(4)依據(jù)項目目標，在生產(chǎn)系統(tǒng)改造完成后可實現(xiàn)生產(chǎn)線的高負荷運轉，甲醇產(chǎn)量得到了大幅提高，精甲醇產(chǎn)量較原來相比產(chǎn)量提高了15%以上。

從社會效益來說，本項目以煤化工行業(yè)中煤制甲醇工藝中低溫甲醇洗工藝為研究對象，研發(fā)了煤制甲醇低溫甲醇洗塔盤優(yōu)化技術，在借助DCS、ESD 和儀表自控閥門、視頻監(jiān)控等計算機輔助系統(tǒng)和設施的基礎上對低溫甲醇洗工藝進行有效改進并對該工藝的生產(chǎn)過程實施全方位的實時監(jiān)控。通過提高處理效果，降低停車減產(chǎn)事故，大大減少了甲醇、二氧化硫的排放量，從而保護了大氣環(huán)境；消除了因提產(chǎn)后氣液相負荷增加導致的塔盤操作不穩(wěn)的現(xiàn)象，降低了工人的勞動強度，為一線工人和自動控制人員降低了勞動強度，消除了一部分操作風險，減少了設備負荷的波動，有利于提高設備的使用壽命，降低設備折舊；提升了設備運行的安全性，達到了降低低溫甲醇洗裝置故障發(fā)生率，確保低溫甲醇洗裝置的安全高效運行的目。