【摘要】：低温甲醇洗工艺技术在煤化工生产中扮演着十分重要的角色。结合目前生产实践现状来看，低温甲醇洗工艺主要包括鲁奇公司与林德公司的两种专利技术。首先介绍了低温甲醇洗工艺技术的定义与技术特征，最后提出了降低甲醇损耗的改造措施。
【关键词】：低温甲醇洗装置；甲醇损耗；改造措施
引言
低温甲醇洗工艺技术是煤化工生产中应用最为广泛的技术类型，该技术类型进行煤气化生产小但可以有效提升气体的净化度，同时具有选择性好、脱硫脱碳成果突出等优势。从技术实现角度上来看，划分为甲醇洗涤、富甲醇闪蒸再生、硫化氢浓缩以及甲醇水分分离等多个方面，特别的，尾气的处理环节以环保工作为核心，与甲醇洗工艺关系并小密切，但是会影响到生产的各个环节。
1低温甲醇洗工艺技术概述
低温甲醇洗工艺技术是现阶段煤化工生产中普遍的应用技术，根据工艺设备设置的特征进行分类，可以划分为鲁奇工艺、林德工艺两种类型。在生产过程中，无论是林德工艺还是鲁奇工艺，基本都包括了硫化氢浓缩、甲醇水分离、富甲醇闪蒸等基本环节，两者在原料气的洗涤与再生循环方面早期存在一定的差别。鲁奇工艺多采用中压洗涤模式，而林德工艺则采取传统洗涤模式。林德工艺中利用富硫化氢甲醇过滤设备进行过滤，同时添加原料气水分离器进行原料气的过滤，相比于鲁奇生产工艺具有一些特征。另外，鲁奇工艺主洗塔应用预洗甲醇的处理模式，林德则是采取贫甲醇由上到下进行原料气洗涤的工艺。林德工艺当中再生精甲醇会作为循环用料进行换热处理，鲁奇工艺则采取90℃精甲醇循环给料的模式，不需要进行循环水换热器的专门设置。在实际应用过程中，两种低温甲醇洗工艺技术在实际生产工艺条件差别不大，但是在冷量供应、工艺冷损以及含水率等方面还是存在不小的差异。在具体应用过程中，具有投资成本低、应用难度不等优势，借助于该优势进行技术升级能够满足低温甲醇洗工艺技术基本需求，同时获得显著的经济效益。得益于近几年煤化工产业的高速发展，低温甲醇洗工艺技术不断完善，鲁奇和林德的工艺发展至今已经大同小异。
低温甲醇洗工段主要是经洗涤塔通过贫甲醇脱除原料气中的CO, H2S及CO2等杂质，同时脱除原料气中带入的饱和水，得到CO2含量≈2.5% （mol），总硫含量<0.1 × 10-6的合格净化气送出装置；洗涤后的富甲醇通过氮气气提塔气提出尾气并浓缩H2S馏分；再通过热再生塔得到贫甲醇，并向硫回收工序提供富含H2S的酸性气体；同时使排放的尾气和废水满足环保排放指标。如图1所示。
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图1 工艺流程图
2、鲁奇低温甲醇洗工艺原理与工艺流程特征
在低温甲醇洗工艺技术应用过程中，安装净化装置的主要目的是去除掉大量的酸性气体，该过程本身属于物理过程，其原理以亨利定律和拉乌尔定律为基础，采取甲醇作为吸收剂，低温高压下吸收，高温低压下解吸。在某案例中，选择设计温度为-56℃，此时甲醇具有溶解大量酸性气体的能力，针对二氧化碳、硫化氢等酸性气体具有良好的溶解选择性。吸收过程需要涉及多个控制因素关系，包括温度、压力以及甲醇循环流量等。在该生产过程中，富甲醇会经过闪蒸与气提工艺获取冷量，随后由其提供主要冷却作用，同时配套的丙烯制冷设备给系统提供外来冷量以维持系统温度在设计温度范围内。闪蒸气经过循环压缩后达到循环损耗量控制的效果，同时可以持续循环到吸收塔内部，保持损耗量得到合理性控制。甲醇的水分分离机构则主要用于解决甲醇循环过程中的水平衡问题。尾气洗涤设备采用尾气洗涤处理的方式来控制尾气中的甲醇损耗量，将其控制在最低限度的损耗同时满足尾气排放的环保要求。
在生产过程中，装置低温甲醇洗工艺技术需要满足吸收塔脱硫、脱碳的技术要求。吸收塔从上而下被分为脱碳段、脱硫段以及预洗段，变换气经过氨洗塔洗涤与二氧化碳、尾气、粗氢等换热后进入变换气吸收塔的预洗段，脱除HCN等微量组分，预洗后甲醇离开吸收塔底去闪蒸再生。预洗后的变换气进入吸收塔脱硫段，经过富载CO2甲醇洗涤，脱除H2S ,COS，洗涤后的富载H2S甲醇经过闪蒸、汽提、加热达到循环再生的效果，再生后的贫甲醇则可以经过循环流量泵加压处理的方式进入吸收塔当中，达到循环控制的要求。脱硫后变换气进入吸收塔脱碳段，在此段变换气中CO2含量被闪蒸冷甲醇、热再生冷甲醇洗涤降低，在洗涤吸收过程中，甲醇被吸收热加热，温度显著升高，因此甲醇在吸收塔由上向下洗涤过程中，从中抽出经过换热冷却后回到吸收塔继续吸收CO2。洗涤后的富载CO2甲醇经过闪蒸后由循环泵加压送回吸收塔进行主洗甲醇循环。
3 降低甲醇损耗采取的措施
3.1净化气夹带
净化气出塔时的温度和压力对甲醇的饱和蒸气压有较大影响。在其他条件不变的情况下，甲醇的蒸汽压是温度的函数，净化气温度越高，甲醇蒸汽压越大，净化气中夹带的甲醇就越多，长期的累积损耗量不容忽视。入塔贫甲醇温度过高、甲醇循环量过大、塔盘安装质量差、气相气体流速过快、工况波动大等都会造成甲醇损耗增大。
3.2氨冷器隔离方案
（1）通过对生产工艺状况的分析，含硫甲醇氨冷器和无硫甲醇氨冷器还有增大冷量供应的空间，冰机也具备提高负荷的条件。另外，无硫甲醇冷却器的冷介质为来自液氮洗装置的低温净化气，通过增大液氮洗装置冷箱直补液氮量可以加大来自液氮洗装置的低温净化气量。以上措施均可为低温甲醇洗装置进一步提供冷量。
（2）氨冷器壳侧的结晶主要为氨基甲酸铵以及少量的碳酸铵和碳酸氢铵。资料显示，氨基甲酸铵和碳酸氢铵可溶于甲醇但溶解度不高，几种生成物均易溶于水，但需要将换热器复热，否则可能在除结晶过程中出现低温结冰问题。根据以上情况，考虑到甲醇与水的混合溶液冰点较低，如含甲醇体积分数35%的水溶液的冰点为-25℃，可配制水与甲醇低温混合液除结晶，结晶溶解处理完毕后充氮气进行干燥。
3.3外排废水
为稳定甲醇水分离塔的操作，采取了提高塔釜液位的措施，将该塔液位控制在 80%～90%，以降低该塔对工况波动的敏感性，必要时需调节直补蒸汽量的大小以稳定该塔液位和温度。现该塔操作稳定，塔顶、塔底、灵敏板温度波动很小，外排废水中甲醇的质量含量长期稳定在低于设计指标0.02%。
结语
综上所述，煤化工企业节能环保是推动行业高质量发展、促进产业转型升级、助力打赢蓝天保卫战的重要举措；通过改造低温甲醇洗装置，降低甲醇损耗，，可起到节约能量、降低成本的作用。因此，相关人员需进一步规划甲醇生产工艺流程，在能量利用方面达到最佳节能效果，促使化工企业在甲醇生产工艺环节实现冷热流相互转换，由此贴合新时代发展理念。
参考文献
[1] 闵祥坤，赵丹.低温甲醇洗甲醇消耗高及甲醇水塔问题分析及对策[J].化工设计通讯，2019，45（06）：14+21.
[2] 夏珍，王全伟，郭涛.煤化工中低温甲醇洗技术的运用研究[J].科技经济导刊，2019，27（18）：53.
[3] 樊飞，楚永利.低温甲醇洗装置氨冷却器泄漏原因分析及应对措施[J].大氮肥，2019，42（03）：182-185.
[4]张言村，吴党波.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].化工设计通讯，2016，16（5）：142-147.
[5]劉广利，张磊，昌登宇.林德与鲁奇低温甲醇洗工艺标准对比研究[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（9）：9-10.