内蒙古伊泰煤制油有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 010300
摘要：对低温甲醇洗工艺的具体操作过程及其性质，并通过结合其具体状况提出相应的完善计划，在保证技术达到标准、操控简单便捷的同时，加大对装置的能源消耗、操作成本以及缩减设施等方面的研究力度，降低相关的资金成本。同时，为后期其他的低温甲醇洗工艺的流程规划作为参照标准。
关键词：能源消耗；资金投入；技术完善
一、项目概况
在我国现阶段，通过炼油设备向各个工业部门提供其所需要的氢气，从石油焦中制取氢气的设备就是其中之一。石油焦炼制氢气就是通过相关工艺方式将石油焦气化炼制成品质较差的半成品，随后还要架设一整套价格超过10万Nm3/d的更为精密的设备，用来增加各工厂所用氢气的质量。使用一些工厂的工业废料（高硫石油焦）作为制取氢气的原材料，制取的氢气能够满足多数工厂成品油加氢完善的标准，与此同时，使用工业生产的“废品”来制取氢气，还能够在极大程度上减少相关工厂制取氢气时的资金投入，可以增加该企业的盈利，并且还能够加强相关企业对于市场上各种不可控的、威胁大的风险因素的抗压能力。低温甲醇洗工艺的主要作用就是，将环境压力控制在5.6MPaG，并在此环境下用于降低一些上游制取工艺制取的含有大量例如H2S、COS以及CO2等一些酸性气体变换气中的酸性物质。
二、低温甲醇洗工艺的工作原理
低温甲醇洗工艺通过物理手段，吸收变换气中的H2S、COS以及CO2等一些酸性气体，同时，在高压强和低室温的环境下，甲醇也可以吸收H2S、COS以及CO2等一些酸性气体，含有大量H2S、COS以及CO2等一些酸性气体的富甲醇可以借助闪蒸或是加热的方式达到重复使用的目的。具体性质如下：
（1）可以去除掉原料气体中例如COS、、CO2、HCN、NH3、RSH、H2S以及芳香烃、粗汽油、石蜡烃等无用成分，并且去除效果显著。
（2）能够在同一个吸收塔里选择性地对相关原料气体进行除碳或是除硫处理，与此同时，相比于CO2，H2S具有更高的溶解度，进而方便在吸收塔内不同区域进行对无用成分的去除处理，最终达到回收硫酸的目的。
（3）在低温环境下，甲醛中的H2以及CO2的溶解度较低，进而有用成分的损耗也较小。
（4）通过低温甲醇洗工艺处理过的原料气体，相关酸性气体的体积分数在30%以上，达到硫酸回收的所需标准。
（5）低温甲醇洗工艺借助减压闪蒸的方式能够制出高浓度的CO2气体，通过高强度的压强可以将该气体排出界区。
（6）甲醇具有比较优秀的热稳定性以及化学稳定性，有机硫、氰化物不能轻易将其分解，并且工业操作中各种相关设施或是管道也不会被纯甲醇所侵蚀。所以，相关的设施或是管道能够采用碳钢或是合金钢等材质的。
三、低温甲醇洗工艺的操作流程
先将原料气体冷却，然后将其中的一些酸性气体去除，接着通过中压闪蒸、低压闪蒸以及高温再生、分离甲醛与水等步骤，最后在将排出的尾气净化处理，以上过程共同构成低温甲醇洗工艺。部分具体流程如下：
3.1原料气体的冷却
将接近45℃的变换气中加入小部分的防冻甲醇，接着将其和纯净后的变换气、所排放的尾气以及CO2产品气等三个冷气体在绕管换热器上进行温度上的互换，接着进行静置冷却，最后将得到的变换气体压入吸收塔。
3.2除碳以及除硫操作
除硫部分、除碳部分以及预洗部分等三部分共同构成吸收塔的整体。除碳部分可以将相应变换气中的CO2完全去除，除硫部分能够将变换气中的H2S以及COS等成分完全去除，而预洗部分可以将变换气中的NH3以及HCN等成分完全去掉，最后得到的粗制氢气由吸收塔顶端散出。
3.3中压闪蒸
进行中压闪蒸操作时也有一个独立的、由上塔以及下塔两部分共同构成的闪蒸塔。其中上塔可以闪蒸吸收塔中吸收段含有大量CO2的甲醇，而下塔可以将吸收塔脱硫段含有大量H2S的甲醇进行闪蒸处理。闪蒸处理得出的气体经过反复加压后回到冷却器上端的变换气中。
四、具体完善措施
4.1半贫液技术
4.1.1工艺流程
在低温甲醇洗工艺中，由于吸收塔脱碳段所用吸收剂不尽相同，进而吸收流程可分为全贫液以及半贫液吸收流程。现阶段，我国现有的或是新建的大型低温甲醇洗设备中，绝大部分使用的是半贫液流程，当然也不乏一些工厂为了降低能源的损耗，为了增加资金盈利而选用半贫液流程。
全贫液吸收流程在吸收塔脱碳段只用贫甲醇充当吸收溶剂，然而半贫液吸收流程与前者的差异所在就是，后者在的吸收塔除碳部分的吸收溶液多出一种经过低压闪蒸处理的半贫甲醇。由于循环量大，全贫液流程在后期再生循环阶段、甲醇与水分离阶段，相关机器运转过快负荷过大，体积较大，占地面积增大，成本增加。而半贫液吸收流程具有更为复杂的换热系统，可以有效地降低冷量的损失，进而体积规模更大，拥有更大的优点。
4.1.2投资对比
相对于全贫液吸收流程，半贫液吸收流程多出了半贫甲醇吸收、闪蒸循环系统以及两部半贫液泵，由于循环量更小，致使相关系统负荷也更小。并且相比于建设半贫液吸收流程，建造全贫液吸收流程能够减少将近2000万的资金投入。
4.2吸收塔的完善
相比于传统的具有预洗段、脱硫段、脱碳段的吸收塔，本次项目增加了全新的精洗段。变换气首先在下端的预洗段除去NH3以及HCN，然后在除硫部分除去变换气中的H2S以及COS，在除碳部分除去变换气中的CO2，最后达到精洗部分的变换气相比于开始阶段有了显著的减少。
传统的低温甲醇洗装置吸收塔具有圆筒状的外形，因为变换气达到精洗部分已经很少了，内部气流速度也因此变慢，塔盘开孔也极少，进而存在较为严重的资金的浪费。
五、结束语
相比于全贫液吸收流程，使用半贫液吸收流程需要增长近2000万的资金投入，依据每年所节约400万的操控经费，大概5年左右可以填平额外增加的投入资金。建设全新的置液力透平设备，需要将近500万的投入资金，而在后期使用过程中每年都可以省下将近150万，大概要3年多可以填平投资成本。减小吸收塔精洗段的尺寸能够省下将近200万的投入资金。综上可见，对低温甲醇洗工艺进行完善，在使用的后期阶段具有非常可观的资金利益。
参考文献
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