谷海強(qiáng)

(同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司，山西 大同 037000)

引言

在通過(guò)煤制甲醇的過(guò)程中，需要利用低溫甲醇洗技術(shù)除去工藝氣中的二氧化碳和含硫的氣體，以達(dá)到甲醇生產(chǎn)合成的要求。我廠采用的是德國(guó)林德公司的低溫甲醇洗專利工藝，此工藝不光對(duì)工藝氣的凈化度高而且有極佳的選擇性，吸收后的酸性氣體通過(guò)再生可再利用。我廠再生產(chǎn)出的二氧化碳作為載氣送往煤氣化，在生產(chǎn)中需要嚴(yán)格控制二氧化碳產(chǎn)品氣的硫指標(biāo)。

1 工藝流程簡(jiǎn)介

甲醇洗滌塔C1在高壓條件下以低溫甲醇為吸收劑，通過(guò)一步法在洗滌塔中脫硫脫碳，經(jīng)過(guò)選擇性吸收，二氧化碳在洗滌塔上部被貧甲醇吸收，變換氣中的硫化物則在下部被吸收。之后含碳和硫的富甲醇再通過(guò)再生工序，依此進(jìn)入二氧化碳產(chǎn)品塔再生干燥的純二氧化碳產(chǎn)品和甲醇再生塔再生硫化物，以此脫除變換氣中的硫化物和二氧化碳。所產(chǎn)的二氧化碳經(jīng)壓縮機(jī)提壓送往煤氣化做載氣，硫化物則送至硫回收裝置以生產(chǎn)硫磺。

自閃蒸分離罐D(zhuǎn)1的甲醇液只含有二氧化碳而不含硫化物，進(jìn)入壓力為0.2 Mpa的產(chǎn)品塔C2后首先在頂部閃蒸，在-54 ℃左右閃蒸出大量的二氧化碳作為產(chǎn)品。來(lái)自閃蒸分離罐D(zhuǎn)2的甲醇液富含硫化物與二氧化碳，進(jìn)入二氧化碳產(chǎn)品塔的中部，在低壓下釋放出溶解的二氧化碳和硫化物。

圖1 工藝流程

2 影響二氧化碳產(chǎn)品氣中硫指標(biāo)的因素及調(diào)節(jié)思路

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中影響二氧化碳產(chǎn)品氣指標(biāo)的主要因素是產(chǎn)品塔壓力、洗滌甲醇量以及甲醇的純凈度，以下分別進(jìn)行討論：

2.1 產(chǎn)品塔壓力

物理吸收是一個(gè)溶解過(guò)程，氣體的分壓越大，其在溶液中的溶解度也越大，所以增加氣體的壓力有利于氣體的吸收，降低氣體的壓力有利于氣體的解吸。為了生產(chǎn)二氧化碳，在產(chǎn)品塔中通過(guò)壓力的降低使富甲醇中的二氧化碳與硫化物再生出來(lái)。如果產(chǎn)品塔中硫化物超標(biāo)，在工況正常情況下，其他因素不變，將壓力在正常設(shè)定基礎(chǔ)上提高0.01 MPa-0.02 MPa，觀察指標(biāo)情況。需要注意的是上提壓力時(shí)二氧化碳產(chǎn)品氣量也會(huì)相應(yīng)減小，這時(shí)需要關(guān)注二氧化碳?jí)嚎s機(jī)入口流量，保證煤氣化載氣用量。

2.2 洗滌甲醇量

來(lái)自洗滌塔C1底部的富甲醇，通過(guò)閃蒸罐D(zhuǎn)2進(jìn)入二氧化碳產(chǎn)品塔中部，同時(shí)閃蒸出二氧化碳和硫化物。由于自甲醇洗滌塔中部的甲醇液僅含有二氧化碳，所以在進(jìn)入產(chǎn)品塔C2前，分出一部分作為洗滌液來(lái)洗滌吸收塔中部產(chǎn)生的硫化物。在保證產(chǎn)品塔頂部二氧化碳產(chǎn)量的前提下，適當(dāng)加大洗滌液流量可以有效降低產(chǎn)品氣中硫含量。

2.3 甲醇的純凈度

隨著洗滌塔貧甲醇純度降低，甲醇對(duì)硫化物的吸收效果也會(huì)降低。影響甲醇純凈度原因有以下幾點(diǎn)：

2.3.1 甲醇中氨含量高。上游變換來(lái)氣中含有少量氨，在進(jìn)入洗滌塔前需通過(guò)水洗除去。在高負(fù)荷工況下，如果洗氨塔水量不足，氨會(huì)隨變換氣進(jìn)入后系統(tǒng)。由于氨在甲醇中無(wú)法通過(guò)再生除去，隨著時(shí)間推移甲醇中氨含量會(huì)逐漸增加。甲醇中的氨在再生塔會(huì)與硫化物結(jié)合生成硫化銨，隨著循環(huán)進(jìn)入甲醇洗滌塔和二氧化碳產(chǎn)品塔，在低溫條件下分解出硫化物，造成二氧化碳產(chǎn)品氣硫超標(biāo)。因此，生產(chǎn)中要保證洗氨塔水量與生產(chǎn)負(fù)荷匹配，定期分析甲醇中的氨含量，做出相應(yīng)調(diào)整。

2.3.2 甲醇中硫含量高。如果甲醇再生塔再生效果差，硫化物不能從再生塔中釋放出去，隨著甲醇循環(huán)至洗滌塔后，會(huì)使甲醇對(duì)變換氣洗滌效果變差，致使總硫超標(biāo)，二氧化碳產(chǎn)品氣中硫含量也會(huì)超標(biāo)。

2.3.3 甲醇中水含量高。當(dāng)甲醇中水分含量的增加時(shí)，甲醇的吸收能力隨之降低。系統(tǒng)中水含量增加主要有以下幾個(gè)方面：(1)變換氣通過(guò)洗氨塔后會(huì)夾帶一部分洗氨的水汽，在進(jìn)入洗滌塔前未充分冷凝分離。需要在操作中控制好分離罐液位，避免液位太高把水帶入洗滌塔中。(2)甲醇水冷器、壓縮機(jī)及泵的冷卻水出現(xiàn)內(nèi)漏，使水進(jìn)入系統(tǒng)。這需要在每次檢修中都要進(jìn)行打壓試驗(yàn)，確認(rèn)有無(wú)漏點(diǎn)。(3)甲醇水分離塔精餾操作不當(dāng)，在調(diào)節(jié)甲醇水分離塔時(shí)未注意塔各部溫度與壓差變化，塔頂溫度長(zhǎng)時(shí)間過(guò)高，大量水蒸汽隨甲醇?xì)膺M(jìn)入后系統(tǒng)。根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)看，甲醇中水含量能控制在1.3%以下，能夠保證甲醇的吸收效果。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)低溫甲醇洗工藝二氧化碳產(chǎn)品氣硫化物超標(biāo)的影響因素的分析，通過(guò)適當(dāng)提高產(chǎn)品塔壓力、加大洗滌甲醇流量、嚴(yán)格控制貧甲醇水含量等手段，可以使產(chǎn)品氣中硫化物指標(biāo)得到有效控制，滿足后續(xù)工序要求。