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降低低温甲醇洗甲醇消耗的技术改造探究赵薇

发表时间：2020/6/1 来源：《基层建设》2019年第35期作者：赵薇

[导读] 摘要：低温甲醇洗是工业企业对粗煤气净化的一道生产工艺，在该过程中可以实现脱除煤气中酸气的功能。随着我国对低温甲醇洗研究的不断深入，目前已经形成了比较成熟的处理技术和工艺。

        南京城志清洁能源股份有限公司江苏南京 210000
        摘要：低温甲醇洗是工业企业对粗煤气净化的一道生产工艺，在该过程中可以实现脱除煤气中酸气的功能。随着我国对低温甲醇洗研究的不断深入，目前已经形成了比较成熟的处理技术和工艺。但在实际工业生产中，低温甲醇洗对于甲醇的消耗量仍然较大，既影响企业成本又对环境造成二次污染。本文针对如何降低低温甲醇洗甲醇消耗这一问题展开探讨研究，分析原因并提出解决问题的策略。
        关键词：低温甲醇洗；甲醇消耗；技术改造
        1前言
        随着经济的不断发展，人们的环境保护意识逐渐增强，与环境保护相关的法律法规也逐渐完善，环保问题越来越受到重视。在这样的背景下低温甲醇洗工艺脱颖而出，目前我国多数的煤化工企业均采用低温甲醇洗工艺对气体进行净化处理。该技术可以去除气体中的H2S和CO2等杂质气体并对酸性气体进行物理吸收，从而达到减少环境污染的目的。虽然该项技术对于去除气体中的杂质效果较好，但在应用过程中对于甲醇的消耗量较大，增加了企业的生产成本。通过对低温甲醇洗工艺装置进行技术改造，降低低温甲醇洗甲醇消耗量的问题，才能兼顾环境与经济使二者可持续发展，因此研究如何降低低温甲醇洗甲醇消耗具有十分重要的意义。
        2低温甲醇洗工艺的类型
        低温甲醇洗工艺起源于20世纪50年代，由Lurgi和Linde两家公司共同开发用于对煤气进行净化。我国对低温甲醇洗研究起步在70年代末，先后由兰州大学、浙江大学和上海化工所深入研究开发，并经历实际应用和不断改进，形成了目前较为成熟的工艺技术。
        对于目前我国大部分煤化工企业采用低温甲醇来实现气体的净化来说，一般分为两种类型：第一种类型需要采取两次低温甲醇洗处理过程，第一次低温甲醇洗是对含硫气体进行净化，第二次低温甲醇洗是对二氧化碳气体进行去除。第二种类型是对低温甲醛进行耐硫化处理，从而进行一次低温甲醇洗就可以同时对含硫气体和二氧化碳气体进行净化，缩短了工序流程，提高了净化效率。在对低温甲醇进行耐硫化处理中需要用到耐硫催化剂，对于耐硫催化剂的生产我国已经形成了比较成熟的模式，生产能力完全可以满足国内各大煤化工企业的需求，因此对比两种低温甲醇洗的类型，第一种类型处理工序多，处理时间长，适用于对脱硫标准要求较高的企业。第二种类型相对来说工序更为简单，因此我国现在大多数煤化工企业也都是采取第二种类型进行低温甲醇洗工艺对气体进行净化。
        3低温甲醇洗工艺甲醇消耗高原因解析
        （1）工艺流程原因造成。第一是温度因素，虽然零下41度的温度设计已经满足净煤气流出二氧化碳吸收塔的标准，但是整套系统在流量较小运行时压力过低，二氧化碳被甲醇吸收的较少，造成循环周期内甲醇温度较高，闪蒸冷量较少，甲醇在气体排放中比例增大，造成甲醇会夹杂在净化、酸性以及尾气中导致排除的甲醇含量大幅增大。第二是换热器因素，酸气较高的温度是由于排放气体在热再生塔造成的，甲醇中酸气包含的硫含量超标，如果换热器制冷效果较差，较高温度的气体会导致雾沫形成，致使槽液位超过正常标准，分离的效果较差。第三是由于最初设计在热再生塔顶端工作运行温度超过标准值，导致酸气在去硫工艺流程中温度升高附带的甲醇含量超标。第四是塔底温度因整套设备运行消耗小而变低，造成塔废水在塔釜废里的甲醇容量变大，相应损耗也变大。第五是机组的泵在过滤网清洗过程中也会导致甲醇的耗损。
        （2）再吸收塔接受效率原因。由于起初在塔盘设计上塔的再吸收装置中塔盘安装数量较多，设计方式采用浮阀塔，特点是闪蒸容量小，吸收效率差，经常出现混杂情况携带走甲醇，造成损耗加大。
        （3）人为原因。工作人员对理论知识的吸收、设备操作的经验以及实际操作能力都直接影响着设备的运行状态，影响着甲醇的损耗。加强对操作员工的理论和实际操作的培训力度，提升水平增加经验可减少甲醇的损耗。
        （4）工艺过程参数设置原因。在设备运行过程中，参数指标的设置直接影响甲醇设备，也是导致甲醇损耗过大的重要因素。整套设备运行过程中要求气体和液体平衡，吸收阶段如果压力较小，吸收效果和净化效果也较差，直接加大了甲醇的损耗。其次，设备在长时间工作运行后，氨的含量在循环系统中比例加大，如果要降低氨总量，需及时清除氨甲醇，与此同时在降低含量的时候，排出的甲醇也导致了甲醇的损耗。
        4 低温甲醇洗工艺的技术改造方式
        4.1增强气体吸收能力
        影响气体溶解度的因素有两个，温度和压力，在压力一定的条件下，气体的溶解度随温度的升高而下降。

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在低温甲醇洗过程中我们最主要的去除对象是H2S和CO2，这两种气体在甲醇溶液中的溶解度和溶解过程中所释放热量均较高，不利于塔内温度的降低，从而就对杂质气体的吸收力造成了影响。因此需要通过降低甲醇洗处理设备中的塔内温度，才能使更多的杂质气体溶解到甲醇溶液中，增强吸收能力，达到更好的净化效果。
        4.1.1控制温度增强吸收力
        温度是影响低温甲醇洗的一个很重要的因素，温度越高H2S和CO2在甲醇溶液中的溶解度就越低，减少气体吸收量，但温度如果太低，又会带来不必要的支出，增加成本。所以一个合理的温度在低温甲醇洗工艺中尤为重要，既可以保证气体的溶解率又能达到减少能源消耗的目的。在利用甲醇洗对杂质气体进行处理的过程中，由于H2S和CO2气体在溶解于甲醇溶液的过程中会释放出大量的热量，从而会导致塔内温度的不断上升，温度上升又会影响气体的吸收能力从而造成净化过程效率和效果都大打折扣。所以有必要采取相应措施来降低塔内温度，可以在处理设备的流程中设置冷却装置，通过冷却装置来降低溶液的温度。
        4.1.2控制压力增强吸收力
        在相同的温度下，压力越高，气体的溶解度越大，压力增高，对气体的吸收和净化就越有利，但是过高的压力非但不能保证吸收率，超出了设备的承受能力或濒临极限范围，安全性无法保证的同时设备一直在这种高压下运行也会影响其使用寿命，所以在设备正常的工作范围内，增加压力才可以保证处理效果那么分析制定一个合理的压力范围就显得尤为重要。
        4.2降低醇耗的改造
        4.2.1适当降低蒸馏塔塔底温度，可以减少处理液中甲醇的含量，从而使甲醇的消耗变小，是提高甲醇利用效率的有效途径。
        4.2.2安装合适的冷却设备，通过提高设备的热量交换能力，达到控制设备温度的作用，以此来减少甲醇的消耗，最大程度的保证甲醇溶液的处理能力。
        4.2.3除沫器用于塔中气体夹杂的雾沫，可以降低有价值物料的损失，通过改良除沫器，可以有效减少甲醇的消耗量，避免浪费，减少甲醇损失，保证设备处理效率。
        4.3系统高温的改造
        4.3.1换热器在低温甲醇洗的过程中起着重要作用，它的换热能力强弱直接影响处理效率和最终净化效果。保证换热器的质量，提高其热量交换的能力，可以有效降低温度，达到提高净化效率和减少甲醇消耗的作用。
        4.3.2保证设备的保温能力。通过对设备的保温材料进行改进，使设备的保温能力得到提升，减少冷却热量损失，使设备温度一直处于合理的运行范围内，可以有效的减少能源浪费和原料损耗。
        5 结论
        本文通过对低温甲醇洗中甲醇消耗高展开探讨，通过对工艺流程、吸收塔吸收效率、人为因素及工艺过程参数设置等方面的研究，找出了影响低温甲醇洗甲醇消耗高的主要原因，并有针对性地给出了相应的改进策略，对降低企业成本，提高利润和市场竞争力都有着重要意义。有关企业值得深入思考耗能较高的问题，对导致高耗能现象的根本原因展开分析，从生产流程、设备建设等方面加强把控和改进，营造良好的工业企业生产环境,使工业企业更快更好发展。
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