摘要：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不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不密切,但是会影响到生产的各个环节。为了进一步探讨低温甲醇洗工艺技术的操作模式与装置改善策略,现就低温甲醇洗工艺技术的基本概念与相关内容进行分析。
关键词：低温甲醇洗稳定运行的关键因素探讨
1低温甲醇洗简介
低温甲醇洗（Rectisol）工艺在现代煤化工中应用非常广泛，绝大部分煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气等净化装置均采用低温甲醇洗工艺，目前世界上有200多套工业化装置。该工艺为典型物理吸收法，是以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气（H2S和CO2）和有效气（H2和CO）溶解度差别极大的特性，脱除原料气中酸性气体，该装置主要由原料气冷却、吸收、中压闪蒸、H2S浓缩、热再生、甲醇/水分离和尾气洗涤等几部分组成。
2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。在本案例中,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低温甲醇洗工艺系统优化改进措施
3.1低温甲醇洗工艺系统节能改进措施
低温甲醇洗工艺系统主要包括H2S和CO2吸收塔、中低压闪蒸塔、CO2和H2S再生塔、甲醇精馏塔和尾气吸收塔等工序。甲醇在低温高压条件下吸收CO2和H2S等气体后需减压闪蒸再进再生系统。高压气体是通过减压阀来降低压力后进入再生系统，这一过程中由于能量不能回收，会造成压力能损失。
因此在工业中常采用液力透平泵一体化设备来回收压降损失能，实现能量回收利用。液力透平能将余压、废热、废气转换为生产所需的机械嫩，是一种比较高效的能量回收设备。在低温甲醇洗工艺中引入液力透平泵设备能将CO2和H2S吸收塔中的高压转换为为机械能，机械能再转化为电能，带动甲醇循环泵工作。此工艺系统优化改进措施不仅可以减少电能的消耗，还能回收系统中多余的压降能。据相关报道，低温甲醇洗工艺系统中采用液力透平泵一体化设备每年能为工厂节约百万元的电费，经济效益非常好，在煤化工中应用前景广阔。
3.2优化低温甲醇洗工艺系统中甲醇消耗高的措施
(1)CO2吸收塔塔顶出口气体带走甲醇，针对此情况需在塔顶取样分析气体中甲醇含量，将检测值与工艺包出塔顶甲醇含量数据相比，如果大于工艺包数据，则需降低塔压差，提高吸收塔塔顶压力，降低近吸收塔塔顶贫甲醇温度，此措施可以优化甲醇的吸收能力，降低塔顶气体带出甲醇量。经改进后如还不能降低塔顶甲醇含量，则需进一步检测吸收塔设备是否气体跑漏现象，检查冷却器是否能正常运行。(2)出H2S浓缩塔的CO2尾气带走甲醇，检测尾气甲醇含量，如高于工艺包参数，可采用增加硫化氢浓缩塔压力的工艺措施来降低甲醇蒸发损失量。若此举不能降低甲醇消耗量，则可进行技术改造，尾气管线端加装旋风尾气分离器来分离夹带甲醇，使甲醇循环使用。(3)甲醇被出热再生塔的酸性气夹带到硫回收单元，针对此情况进行工艺优化，需提高热再生塔压力以此来降低甲醇蒸发;或者降低温度等措施使甲醇分离在H2S分离罐中，避免带入硫回收工序。(4)水分离塔塔底出口废水带走甲醇，检测废水中甲醇含量，若大于0.0001则需进行工艺优化减少废水带出甲醇量，可通过提高分离塔塔板温度，增加蒸汽量，检查塔板是否堵塞、塔板有无脱落现象、设备是否存在泄漏等方面进行具体改进。(5)CO2吸收塔进料贫甲醇泵出口水冷器泄漏，检测循环水中中甲醇含量，如超过0.0001，则认为存在泄漏现象，可采用多次停车来增压焊接防漏，也可以通过技术改造，将水冷器贫甲醇出口改为进口，避免压差过大而泄露甲醇。(6)生产设备跑冒滴漏，对于此情况，生产人员需要加强工作责任心，认真检查工艺设备阀门，保证安全生产。以上基本概况了低温甲醇洗工艺系统甲醇跑漏消耗过大的原因，当然具体的工艺优化措施还需依据具体情况具体分析，通过不断的工艺优化措施来降低甲醇消耗量，节约成本和改善环境。
3.3提高低温甲醇洗工艺系统中CO2回收量的改进措施
在低温甲醇洗工艺中吸收的二氧化碳需在二氧化塔解析塔中进行再生，如果在此工序气提不充分，会使富甲醇溶液中继续残留大量的二氧化碳气体，引起再生塔负荷过大，回收甲醇质量欠佳。针对此情况，可对工艺系统进行优化以提高二氧化碳回收量。可改造常温气提塔增加二氧化碳回收量，利用贫富甲醇换热器使出塔的富甲醇冷却到常温后再二次进入解析塔，进行氮气气体，控制适当的压力，可减少出塔富甲醇中二氧化碳的含量。还可以在此工序引入膜分离技术更好吸收二氧化碳，使其再解析塔中与其他气体分离，增加回收量，提高甲醇的纯度。通过改造后，能降低二氧化碳再生塔的能耗，还能增加二氧化碳的回收量，提高甲醇的品质。
结论
综上所述，通过对低温甲醇洗工艺系统的优化改进，可以节省能源消耗，节约成本，减少污染排放，另外在生产过程中，定期检查生产装置，保障安全生产，以此来维护低温甲醇洗工艺的良性进行。期望随着更深入的研究，能研究开发更绿色环保节能的低温甲醇洗工艺。
参考文献：
[1]杨磊,吴胜军,李丑平.液力透平泵在低温甲醇洗工段的应用[J].化肥工业,2018(6):45-46.
[2]武戊良.探讨低温甲醇洗工艺甲醇消耗高的问题[J].山东化工,2019(48):129-130.