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低温甲醇洗工艺及常见问题浅析`
作者：廖伟刚
来源：《中国科技博览》2013年第33期
【摘 要】：介绍了常见几种低温甲醇洗工艺的共同点和区别，说明了流程中各个设备的原理及作用，分析了常见的净化气中的硫、二氧化碳和水含量超标，系统醇耗高、温度高等问题出现的原因及解决方案。认为不同工艺主要区别就是在换热器方面，目前国内主要采用的大多为鲁奇工艺和大连理工工艺，而大连理工工艺的性价比相对国外技术相对要高得多。 【关键词】：低温甲醇洗；工艺；问题 中图分类号：X383 1.典型工艺流程浅析
低温甲醇洗工艺在工业应用中分为几种工艺，在下文的叙述中有个别对比分析。典型的工艺流程见图1。
1）洗氨塔主要是洗涤原料气中的气态氨。氨在低温甲醇洗中与甲醇中的硫化氢容易形成硫化铵。硫化铵在再生塔内不容易分解，容易影响贫甲醇纯度。在部分大连理工工艺中将此洗氨塔设置在前一工段，将洗氨塔和变换气分离器二合一，其实质和作用是不变的。
2）吸收塔是吸收原料气中的二氧化碳和硫化氢等气体，此2种气体是低温甲醇洗脱出的主要气体，分段吸收。从下向上，依次是脱硫段和脱碳段。2段分别脱出硫化氢和二氧化碳，脱碳段吸收主要是用贫甲醇吸收，形成富二氧化碳甲醇，然后将此富二氧化碳甲醇分为2个方
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向：一股引入闪蒸塔上段降压闪蒸；另一股先通过换热器或氨冷器进一步降温，送入脱硫段进一步吸收硫化氢等含硫气体，然后送入闪蒸塔下段降压闪蒸。其中含硫化氢甲醇同时也含二氧化碳。
3）闪蒸塔设计一般为2段，分别引入吸收塔中脱碳段和脱硫段的2股富甲醇，此塔的上下段压力控制一致，通过降压闪蒸2种富甲醇中吸收的少量的氢气和一氧化碳，将此2段闪蒸气通过压缩机增压回收送入原料气，同时也提高解析塔二氧化碳产品气的纯度。此塔在林德工艺和部分大连理工工艺中是以2个闪蒸槽出现，其作用类似。
4）解析塔主要解析从闪蒸塔引过来的甲醇中的二氧化碳气体，同时回收高纯度二氧化碳气体，供气化输煤，达到回收有用气体节省碳资源的目的。解析塔设置一般都设置2段。2段相互独立，上段主要是解析高纯度二氧化碳产品气，通过压缩机增压供气化工段使用；下段主要是在下塔通入低压氮气，降低二氧化碳在下塔内的分压，从而进一步解析甲醇中的二氧化碳。
5）再生塔的主要作用是进一步脱出未完全解析的二氧化碳气体和脱出全部含硫气体。在鲁奇和大连理工工艺中，再生塔设置2段，上段主要是脱出酸性气体，下段同时对甲醇中的水进行了初步的浓缩，然后将含水量较高的甲醇送入精馏塔精馏脱水。
6）精馏塔主要是精馏分离原料气中带入系统的水和少量固体颗粒物。大连理工工艺中精馏塔的进料为吸收塔预洗段的富甲醇，回流为再生塔下段富甲醇；鲁奇工艺中精馏塔进料为再生塔下段富甲醇，回流为再生塔上段贫甲醇；林德工艺中进料为变换气分离器的冷凝液，回流为再生塔贫甲醇。 2常见问题分析
低温甲醇洗吸收塔压力一般是由设计工况和系统负荷决定的，因此在调节过程中调节的余量较小，低温甲醇洗吸收塔压力对甲醇吸收的影响不再讨论。 2.1净化气中的硫含量超标
净化气中的硫超标是低温甲醇洗最常见的问题，净化气中的硫含量是低温甲醇洗要求最严格的指标，因为后续催化剂对硫的要求特别高，甲醇合成催化剂要求S的质量分数小于0.1×10-6，合成氨催化剂要求S的质量分数小于0.5×10-6。硫含量超标可以分为以下几类。 1）贫甲醇纯度差，即贫甲醇硫含量高。对此需提高再生塔的再生效果，提高甲醇纯度。有效解决途径常见的有提高再生塔的温度，适当调节再生塔的压力，稳定再生塔的符合和操作，检查再生塔本身的结构及设计、检查换热器是否存在内漏等等。
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2）入脱硫段洗涤甲醇的温度高。在几个工艺中，入脱硫段的甲醇降温一般是通过氨冷器或者甲醇换热器换热降温的，一般的设计温度约为-30℃以下。有效的解决途径有考虑换热器的换热效果，换热器的冷介质温度，氨冷器的制冷效果，或者系统冷量的损失等等。 3）贫甲醇中的氨含量超标。当洗氨塔洗涤效果差时，氨在甲醇系统内富集，容易造成净化气硫超标。对于低温甲醇洗系统中贫甲醇氨含量是不常监控指标，需设立定期监控机制，及早发现解决问题，一旦氨在系统内富集，带来的后果是较严重。
4）入脱硫段的甲醇流量。当进入脱硫段甲醇流量较小时，同样也可以造成脱硫段上移。 5）精脱硫槽反硫。在少数工艺中设置了精脱硫槽，当精脱硫槽使用时期过长，容易反硫。
2.2二氧化碳含量超标
1）入吸收塔脱碳段各段吸收甲醇的温度高。在压力不变的情况下，吸收甲醇的温度对原料气中二氧化碳的吸收几乎起到决定性作用。一般可以从以下几个方面考虑：甲醇换热器的换热效果差，解析塔的解析效果差，氨冷器的制冷效果差，系统的冷损大。
2）入吸收塔的贫甲醇的流量小。贫甲醇的流量对二氧化碳吸收起到关键性作用，理论上说流量越大，溶解的二氧化碳越多，但是同时也需考虑流量越大，冷损也越大，关键考虑是在各个矛盾的因素中间找平衡，以至于系统的优化最大化。 2.3系统醇耗高
1）如果精馏塔塔底温度控制较低，容易造成外排污水中含甲醇较多，造成甲醇外排损失较大。
2）酸性气冷却器冷却效果差。如果酸性气冷却器换热效果差，则低温甲醇洗酸性气温度过高，气体中的醇含量较高，容易造成甲醇损失严重。
3）吸收塔、解析塔的除沫器损坏或气量不稳定，造成液体甲醇随气体外带，造成甲醇损失较大。
2.4系统温度高
1）氨冷器制冷效果。氨冷器的制冷是低温甲醇洗冷量的主要来源之一，氨冷器的调节及氨压缩机的控制对氨冷器起到关键性作用。