低温甲醇洗装置运行总结李忠良

低温甲醇洗装置运行总结李忠良

李忠良

中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司内蒙包头014010

摘要：结合本厂Linde低温甲醇洗装置运行中遇到的问题，分析并提出相关改造、优化方案。

关键词：低温甲醇洗；工艺运行；改造；总结

某公司1800kt/a煤制甲醇项目煤气净化采用部分变换和德国Linde低温甲醇洗净化工艺，整套项目采用双系列并行配置，每个系列由变换、低温甲醇洗和冷冻3个单元组成。低温甲醇洗单元采用7塔流程，来自变换的工艺气经甲醇洗涤塔上下段分别脱除CO2、H2S及COS等，吸收了酸性气的富甲醇经中压闪蒸回收大部分有效气CO、H2，又经减压闪蒸、氮气汽提、加热再生分别释放CO2、H2S及COS等，并将甲醇再生为贫甲醇循环利用，系统需求的冷量由丙烯压缩机循环制冷提供。

1过滤器频繁清洗问题

低温甲醇洗在原始开车运行中经常出现机泵气蚀现象，现场机泵倒切清洗过滤器频繁，给装置运行带来很大不便。

原因分析：①变换单元工艺气管线吹扫不彻底。变换单元在原始开车管线吹扫过程中可调配吹扫气量不足导致吹扫流速不够，吹扫不彻底。工艺管线大部分采用焊接工艺无法选择合适吹扫口，杂质不能彻底吹除，系统内存积的部分灰渣随着变换气引入低甲而携带进入甲醇液体中，致使甲醇品质恶化。②原始开车水联运时，由于系统还未提供氮气，使用空气为低温甲醇洗水联运提供动力，造成系统腐蚀。③气化水煤气携带大量煤灰。气化水煤气虽经气化水洗塔洗去杂质，但在开车运行过程中发现变换后系统工艺气冷凝液液位调阀时常出现阀门堵塞情况，通过阀门拆检发现大量黑色灰渣携带至此，同时变换气洗氨塔顶部的CO在线分析仪也经常出现仪表失真的情况，检查原因为灰渣堵塞取样管路。

整改措施：①加强机泵入口过滤器及两个在线过滤器的清洗频次，通过强化过滤来提高甲醇的清洁度。②2012年气化装置通过技改在粗煤气管线上增设过滤器，内部装填有一定高度的瓷球并配置压差计以达到及时清除煤灰目的，大大降低了携带进入低温甲醇洗的煤灰量。

2减少低温甲醇洗甲醇损失

在装置运行前期低温甲醇洗甲醇平均月损耗约120t(设计值为160t)，随着后期对工况的逐步调整，从循环甲醇温度、塔顶除沫器效果检查、汽提氮气用量、系统复热排氨、甲醇水分离塔操作等方面逐步将甲醇平均损耗降至约70t。

（1）循环甲醇温度影响,甲醇容易被各股排出物料带走，大部分是以甲醇蒸汽的形式混在出料气中，因此控制整个循环当中甲醇的温度有利于降低气相中甲醇的分压，即降低了出气各股物料中的甲醇含量。

整改措施：加大各激冷器负荷，降低循环甲醇的温度，特别是在CO2产品塔、尾气解析塔的顶部，出塔的CO2气中甲醇含量为0.01%—0.06%（体积）[1]，降低塔顶解析气的温度能有效降低甲醇损失。

（2）塔顶除沫器效果的影响,自开车一段时间以来，低温甲醇洗二系列相比一系列甲醇损耗高出一倍，通过各出气分析发现低甲二系列尾气携带甲醇量超出正常指标，因此怀疑尾气解析塔顶部丝网除沫器除沫效果差。

整改措施：在2013年7月的进塔入罐检查中，发现尾气洗涤塔顶部除沫器除沫网中间面积最大的两块脱落，重新固定后的开车运行中发现尾气携带甲醇量大大降低。

（3）汽提氮气用量影响,汽提氮气用量增至一定程度后对H2S浓缩起到的效果已不显著，反而会加大H2S浓缩塔的操作负荷，使尾气的气量增加，同时也加大了塔的冷量损耗，而以上两者均会增加甲醇损失。

整改措施：根据不同负荷制定相应N2使用量参照表，为加减负荷时氮气量调整提供依据，通过N2使用的优化管理，甲醇损耗得以降低。

（4）系统复热排氨的影响,伴随着H2S在系统中的不断循环提浓，NH3也同样在此过程中富集，经常导致提浓线铵盐结晶堵塞管线，操作中只能采取复热方式将结晶融化，而复热操作又会使甲醇损失增加。

整改措施：①NH3在系统中存在一个进出平衡的关系，改善变换洗氨塔洗氨效果、降低变换工艺气温度可以降低系统中NH3的携入量。②减少提浓线气量增大酸性气外送量则可以降低系统内NH3存积的浓度，通过此种方式可以减少结晶的次数从而降低因复热操作造成的甲醇损失。

（5）甲醇水分离塔操作的影响,甲醇水分离塔在实际运行中进料温度与设计值存在很大偏差，操作中经常出现灵敏板温度大幅波动情况，难以在设计灵敏板温度值处操作，灵敏板温度垮温会导致塔底外排废水中甲醇含量超标，增加甲醇损失。灵敏板温度超温则会导致塔顶甲醇蒸汽中带水量增加，从而使系统循环甲醇中水含量增加，同样使甲醇损耗增大。

整改措施：①通过AspenPlus软件模拟优化甲醇水分离塔工况，制定合理的灵敏板温度控制指标。②在操作中做到严格规范操作，避免大幅度调整塔底蒸汽量，结合塔顶回流量与塔底蒸汽量两种方式微调工况。

3甲醇中水含量的控制

由于变换工艺气中酸性气CO2、H2S组分浓度较高，当甲醇中水含量稍高时，水和酸性气反应呈弱酸性，腐蚀加剧，腐蚀物带入循环甲醇，造成循环甲醇中挟带有悬浮物，悬浮物沉积到换热列管上使传热的污垢系数加大、使传热面积不足并造成系统中的设计传热温差达不到，从而造成系统负荷严重降低，影响低温甲醇对CO2、H2S的吸收，洗涤甲醇量增加，动力消耗增加。所以系统腐蚀的根本原因是循环甲醇水含量大于设计值0.5％wt，并且含水量越大腐蚀会越大[2]。

存在的问题：①低温甲醇洗装置两并行系列在运行时系统水含量存在差异，通过工况比较发现两系列甲醇水分离塔操作工况相似，而问题可能出现在两系列甲醇水分离罐除沫器除沫效果不同上，因此拟检修时查看原因。②甲醇热再生塔顶部水冷器泄漏。2014年2月运行中发现低甲一系列系统中水含量分析持续增高至5%wt，增加甲醇水分离塔负荷后仍未出现下降趋势，在对低甲水冷器进行进出口甲醇含量分析过程中发现甲醇再生塔顶部水冷器泄漏甲醇。

整改措施：①通过检修期间的进塔入罐检查发现甲醇水分离罐顶部除沫器中间靠边角两块除沫网脱落，通过重新加固得以恢复除沫效果②对低甲一系列进行停车检修消除水冷器漏点。③水含量高使系统腐蚀加剧，在随后的设备检查中发现甲醇收集槽（141v105）底部存有大量FeS，甲醇水分离塔塔板及进料分配管上也发现大量杂质，通过人员进入清扫现已清除杂质。

4低甲伴热改造

低温甲醇洗装置设计中对工艺水、新鲜水、脱盐水、取样器等采用水伴热方式，并配置相应上水站与回水站，设计上水温度95℃、压力0.4MPa(g)，回水温度70℃。实际运行中发现尾气洗涤塔（141X07）、甲醇水分离塔（141X05）相关的液位计、压差计、取压管冬天很容易发生冻凝现象，致使仪表出现失真，从而给生产上带来很大不便。

原因分析：①伴热水引自气化装置2#换热站，冬季伴热补水会采用补加气化工艺用水的情况，而工艺水质因携带煤灰等固形物致使伴热水线内存积大量固体杂质，此点从每年伴热投用前的管线水冲洗中即可看出，水中固体杂质的带入沉积不仅影响伴热管的传热效果，同时也降低了伴热水的流通量，致使伴热效果不佳。②伴热水管线沿主管廊进入净化低温甲醇洗装置，管线线路有2000多米，长距离输送加之热量损失伴热上水温度已大大降低，经实测上水温度65℃左右，回水温度不足30℃。

整改措施：将一些重要易冻凝部位的水伴热改为蒸汽伴热，具体实施为：沿用以前固有的水伴热管线，在上水处引入蒸汽建立上汽分配站，在伴热回水处每根伴热管配备对应疏水器构成疏水收集站，蒸汽凝液通过配管送至蒸汽凝液管线。通过整改易冻凝部位未再出现冻凝现象。

参考文献

[1]低温甲醇洗装置运行中出现的问题及对策.西北大学.