浅析氨对低温甲醇洗的影响及控制预防措施

浅析氨对低温甲醇洗的影响及控制预防措施

张凯伦

呼伦贝尔金新化工有限公司内蒙古呼伦贝尔 021000

摘要：甲醇洗装置中的氨气具有一定的酸度和防腐蚀功能。但是，当氨的浓度较高时，会阻塞在进入吸收塔前的预冷段的分离罐和换热器，也会阻塞预洗系统的酸气管路，造成预洗系统中大多数的仪表显示发生畸变。在使用过程中，由于甲醇中氨氮含量过高，会导致塔顶粗氢的含硫量过高。为此，必须严格控制低温甲醇洗涤体系的氨气浓度，以确保设备长期、稳定地运转。

关键词：氨；低温甲醛洗；影响；措施

1低温甲醇洗工艺流程

低温甲醇洗流程是一种从原料气中除去H2S、 CO、CO2和NH3等酸性气体的一种提纯体系，它由变换气吸收塔、低温甲醇洗塔（简称洗塔）、高压变换气压缩机组三部分组成。在此过程中，H2S主要由转化气吸附塔脱除， CO和CO2等酸气经低温甲醇洗脱后，再由转化气吸附塔脱除。

煤气中硫化氢的含量对甲醇生产有很大的影响。煤制甲醇工艺中，原料气中硫化氢含量的高低，直接影响到塔底温度、压力的高低。当煤气中硫化氢含量较高时，必须将煤气温度降至比变换气吸收塔底温度更低的温度，这样会使煤气压气机负荷下降，从而影响装置的正常运行。在硫化氢含量过高的情况下，应将氨质量分数控制在0.1μ g·g-1以下。因此，必须严格控制原料气中硫化氢和氨氮的含量。此外，对于含有高浓度氨气的原料气，还需在处理前用氮气代替。

低温甲醇洗脱流程也需要控制硫氮分离及塔底蒸馏。硫氮分离是将硫化氢和二氧化碳等酸性气体从原料气中有效地分离出来，送入甲醇装置进行处理；蒸馏则是对硫化氢进行净化。该流程在生产过程中产生了大量的酸气，经过硫氮分离系统对硫化氢、氨气进行分离后，进入低温甲醇洗塔。硫氮分离后的原料气需要经过精馏，在进入低温甲醇洗塔之前，将硫化氢和氨气分离出来。在硫氮分离后，可采用高压变压提纯系统，将原料气再进一步提纯，使其达到产品气要求。

2低温甲醇洗甲醇中氨的来源

在气化方面，采用了高压气化工艺，在转化器方面，采用了钴、钼和硫的转化器。低音温甲醇洗装置的过程气是59%~62%的水铅与生成气，生成气中的氧气含量在较高的浓度下DEs, Co在汽化器中进行反应，利用Co-Mo的耐硫性，使其与水蒸汽发生反应，转变成合成反应所要求的二氧化碳浓度。由于用来生产水煤浆的煤中含有一定数量的氮，为了在气化炉制生气时，使催化剂与氧反应生成一定数量的氨气。是在转化过程中，采用氨气清洗装置，将少量的氨气和氨气混入到低温甲醇清洗系统中。在将一部分氨导入到低温甲醇洗系统之后，首先导入少量的空甲醇，并将其与原风冷器中的废气进行混合。与二氧化碳产品进行热交换、冷却，将饱和水从甲醇/水分离器中移除，阻止其进入。在低温区，有冰冻的痕迹。在设备起动后，部分氨气溶于所注射的甲醇，并与甲苯分离。在醇-水分离塔中，另外一部份的氨经气相通入吸收塔，再用较低的甲醇将其吸附至甲醇溶解液体之中。最后，在热发生器的上部，有一小部分的氨气被送入到硫的地方。一种用于在用酸气进行冷却和冷凝时，将大多数氨水进行冷却和冷凝的回收装置。再一次将凝聚的甲醇冷却，并将其吸收。部分被氨气吸附的甲醇由热发生器反向流入，大部分流入在硫化氢富集的塔中，氨气进入到低温甲醇洗脱体系中。

3影响因素及机理分析

对于低温甲醇洗装置来说，必须对其进行有效的控制与管理。在此基础上，对氨气进行了吸附和利用，并将部分氨气氧化为碳酸铵。由于氨分子在水相中极易被离子化，同时还会与水发生化学反应，因此，本项目提出了一种新型的催化裂解工艺。在此过程中，会产生微量的碳酸铵及CO2。然而，在没有足够的水解反应的情况下，催化剂是不能去除二氧化碳的。当氨浓度过高时，催化剂会被腐蚀，从而对装置及管道造成严重的破坏。所以，在生产实践中应充分考虑氨气对催化剂性能的影响。

首先，可以通过增加冷剂来降低气体压力和温度。通常，在较低的压力下，可以达到提高分离效果的目的。但是，在高压下，气液两相接触区域太小，易发生气固分离，造成严重的堵塞。所以，在生产过程中应注意控制好氨气的含量、流量和温度等因素。

其次，应考虑到在设备操作中，由于压力的影响，其作用也会随压力的增加而增加。在较低的压力下，设备内的甲醇溶液与气体可以形成良好的接触，而在压力增加的时候，则会产生显著的分离效果。

4低温甲醇洗甲醇溶液中氨的浓度控制措施

为使低温甲醇洗装置中的氨含量下降，必须对其进行长时间的分析与测试，以免影响到低温甲醇洗脱液的正常操作。当 pH值为8~9时，在条件许可时，应对甲烷中的氨含量进行定量，使甲醇中的氨含量不能超过20毫克/升，并对这些指数的数值进行了严格控制。

（1）控制货源，通过对转氨塔进行改造，使转氨塔具有较高的洗涤率、较低的转氨塔温度、较大的洗涤量、较多的洗涤液和较大的洗涤水量，并使其充分溶于洗涤液中，排放到系统中。或为获得最佳的清洁效果，需对氨塔清洗板进行持续的改进。一般而言，经低温甲醇洗涤后的转化气中的氨气含量不超过40 mg/L。

（2）脱氨塔的洗涤水改送至界区外。T04101中的氨水不排出，而是由T04101中的氨水返回到预清洗系统中，从而导致预清洗系统中氨水的积聚。在这里，可以将具有0.3m3/h的设计容积流量的含氨洗涤水与转换设备变换气分离器（S04301/S04302）的输出冷凝液结合起来，并一同输送到热电脱硫装置。

（3）增设伴热管线。针对低温下氨水结晶极易沉淀的问题，提出了在易沉淀管道上增加水蒸气伴热管来缓解水蒸气的堵塞。目前，在 BGL公司的变换气分离罐的出液管和酸气管上都增加了蒸汽伴热管。

（4））防止氨泄漏至甲醇洗系统。在设备大修时，应使氨水侧的氨水压力小于换热媒侧的水压，并对氨水侧的氨水进行定期检测，发现有漏气应及时排除。

5经济效益分析

（1）甲醇洗塔因含氨量较高，在较低的条件下，其进口温度可达150℃以上，在较高的条件下，可达200℃以上。当氨氮浓度较高时，循环水中的碱性会增加，对硫氮比的影响较大。如果在较低的甲醇洗塔进料温度下，将会对硫氮分离及蒸馏过程产生影响。

（2）低温甲醇洗塔易发生腐蚀，造成循环水系统不能正常运转，造成循环水水质恶化，对煤气品质产生较大影响。如循环水中的 pH值降至3.5-5.0，使硫氮分离性能显著降低，并对蒸馏性能产生一定的影响。

（3）由于低温甲醇洗塔底部含有较多的氨气，使得洗塔的起动频率较高。在变气机中，因其负载较小，不能保证变气机长期稳定运转。

结语

综上所述，甲醇洗装置中的氨气具有一定的酸度和防腐蚀功能。但是，当氨的浓度较高时，会阻塞在进入吸收塔前的预冷段的分离罐和换热器，也会阻塞预洗系统的酸性气体管路，造成预洗系统中大多数的仪器显示发生畸变。在回收的甲醇中，氨氮含量过高，会引起塔顶粗氢的含硫量过高。所以，必须对低温甲醇洗系统中的氨气进行严格的控制，才能确保设备长期稳定运行。

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