低温甲醇洗循环量的优化调整

张敏 张向沛 纪林朋 苗建林(河南能源化工集团洛阳永龙能化有限公司,河南 洛阳 471000)

低温甲醇洗循环量的优化调整

张敏 张向沛 纪林朋 苗建林(河南能源化工集团洛阳永龙能化有限公司,河南 洛阳 471000)

本文主要分析低温甲醇洗工艺中甲醇循环量的优化调整，以河南某气化厂为例详细分析循环量优化调整后各项工艺指标完全达标，甚至优于设计指标。

低温甲醇洗工艺;循环量调整;优化;指标

河南某气化厂低温甲醇洗装置是九塔设计工艺，其中包括C01硫化氢吸收塔、CO2二氧化碳吸收塔、C03二氧化碳闪蒸塔、C04硫化氢浓缩塔、C05热再生塔、C06水洗塔、C07石脑油萃取闪蒸塔、C08共沸塔、C09甲醇水分离塔。当时新员工、新装置对工艺原理理解不深，循环量的调整不合适，导致净化气中总硫和CO2超标、CO2排放气中的H2S超标，造成能源浪费和环保指标不合格排放，进行循环量优化调整后取得了良好的效果。

1 低温甲醇洗工艺原理

(1)在高压低温下甲醇对煤气中的二氧化碳、硫化氢、有机硫、氰化物的吸收能力很强，净化程度高，而对于氢气、一氧化碳和甲烷来说不易溶于甲醇。就是利用这一物理变化性质把煤气中的有害成份CO2、H2S、有机硫除去，回收有效成份H2、CO、CH4。由于甲醇对H2S的吸收要比CO2的吸收快的多，溶解度前者比后者大很多，所以可以先吸收CO2，再吸收H2S，起到节能降耗的作用。并且当压力降低或温度升高时所吸收的气体又容易从溶液中释放出来，这样甲醇得到再生，可以循环利用

(2)循环量根据气体负荷大小进行调整的，气体负荷越大循环量越大，控制合适的气液比。

(3)调整甲醇循环量是控制指标合格最主要的手段，因为循环量越大，饱和度越低，单位体积甲醇闪蒸出冷量越小，不利于甲醇降温，最终引起净化气不合格，并且能耗大。循环量小能保证甲醇循环气体饱和度高，利于降温，但过小不利于吸收，也会造成净化气不合格，所以适当的循环量不仅能保证净化气合格和能耗降低，在接气时也有助于循环量的快速降温，有利于尽快送出合格的净化气。

2 存在问题

由于循环量的调整和煤气负荷没有完全匹配，结果出现三种不正常现象。一是直接造成净化气不合格；二是净化气合格而二氧化碳排放气中的硫超标；三是克劳斯气浓度太低达不到硫回收的要求；四是需求的冷量增加，能耗高。

3 原因分析

(1)由于仪表问题，流量计测量不准确导致实际二氧化碳洗涤塔贫甲醇循环量CF061偏小，净化气超标。为了保证净化气CO2降到1%以下，总硫降到0.5ppm以下，只有加大二氧化碳吸收塔半贫甲醇量CF041和硫化氢吸收塔CF021循环量，二氧化碳吸收塔甲醇洗涤剂严重不饱和，结果是大量的二氧化碳在硫化氢洗涤塔中被吸收，造成硫化氢洗涤塔液相温度升高不利于C04硫化氢的浓缩，从而克劳斯气中硫化氢的浓度低达不到设计值。

(2)同时由于二氧化碳洗涤塔贫甲醇循环量CF061偏小，为了维持系统液位平衡只有减小硫化氢浓缩塔一段和三段闪蒸汽的吸收量，大量的硫化氢伴随着二氧化碳气被解吸出来，设计CO2气中硫化氢含量小于50ppm，实际已经达到300ppm甚至更高，给大气造成严重污染。

(3)由于C02塔贫甲醇量CF061较小，为了维持系统液项平衡减小了到硫化氢浓缩塔的一段和三段的吸收量，一段和三段气液两相严重不匹配，造成一段和三段的压差一直较高，二氧化碳气相带液，甲醇丢失严重。

(4)由于C02塔贫甲醇量CF061,偏小，CF041偏大，单位体积的甲醇含二氧化碳饱和度低，闪蒸出的冷量少，为了维持较低的系统温度，只有加大冷量的供给，造成能源浪费。

4 问题判断、循环量的优化调整

通过以上可知，主要有四个问题，一是硫化氢浓度较低、二是二氧化碳排放气中硫化氢高、三是甲醇丢失严重、四是冷量需求增大，能耗大。

首先从环保方面开始逐步加大硫化氢浓缩塔的吸收量，通过分析化验排放气中的硫化氢从300ppm一直下降，同时一段和三段压差也明显降低。为了维持系统液相平衡逐步减小硫化氢吸收塔的硫化氢洗涤量CF021，但是伴随着出现了净化气超标的现象，这时基本就能判断是硫化氢和二氧化碳吸收塔的循环量出现了问题，最后经过仪表人员对CF021CF041CF061校验，确定CF061实际流量和显示量相差较大。原因找到后加大CF061的量，减小CF021CF041的量，C02塔甲醇循环量尽量饱和，C01塔二氧化碳气不被吸收，确保C01塔底液相温度合格，为C04硫化氢浓缩塔提供良好的工艺条件，保证硫化氢最低限度地不被闪蒸出来。同时也要保证C01塔CF021的吸收量，力争把硫化氢完全吸收不被带到C02塔，否则同样会造成二氧化碳中硫化氢超标。

5 优化调整后的效果

净化气的合格率从98%到100%，硫化氢浓缩塔一段和三段压差恢复到设计值，大幅度提高工艺指标的合格率；二氧化碳排放气中硫化氢从300ppm以上降到20ppm以下，完全达标排放，减少环境污染；克劳斯气浓度也有大幅度提高，为硫回收装置提供有利的条件，减少了酸性气的排放；系统甲醇量补充有8小时两次到一次，节约能耗。冷量系统的负荷也有所下降，和设计值相附。