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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。所以，在气体净化领域受到了广泛应用，如天然气、城市煤气等的净化和工业制氢、合成甲醇、合成氨等。基于此，本文从节能、节约成本和环保方面出发阐述了低温甲醇洗工艺系统的优化改进措施。
关键词：低温甲醇洗；优化改进；节能
随着大型煤化工的发展，低温甲醇洗具有气体净化度高、能耗低且工艺成熟等优点已经在煤化工行业的气体净化中有了广泛的应用：如煤制甲醇、煤制合成氨、煤制油及煤制天然气等领域。低温甲醇洗自上世纪50年代开发至今，流程已经相当成熟，目前国内低温甲醇洗装置主要以林德、鲁奇等工艺居多。近几年，随着国内对低温研究的深入，低温甲醇洗已经完全可以做到国产化，但在小规模应用较多，大规模的仍以国外引进技术居多。
一、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、应用难度小等优势，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。
二、低温甲醇洗工艺具体运行过程
在低温甲醇洗装置中，气体吸收装置和溶剂的再生装置可以说是其中的重要组成部分。包含了中压闪蒸罐、吸收塔、热再生塔，还有就是精馏塔、二氧化碳解析塔、共沸塔以及相关的换热器。低温甲醇洗装置作为一步工艺法的典型工艺，下面对具体的流程进行分析。当CO2和H2S全部在一个塔内进行时就是一步法工艺，经过闪蒸和汽提的作用，使得吸收塔内的CO2被脱除，而热再生装置则可以脱除其中的硫化氢，利用此种方法实现溶剂的再生。将原料气输入到换热器中，经过装置的作用后进行冷却，而后得到的冷却气注入到气液分离器中，在气液分离器的作用下经过分离处理，最终得到的气相进入到吸收塔底部，并将硫化氢充分吸收，接着再进入吸收塔的上部，将多余的CO2吸收，经过这一系列的过程，最终得到净化了的气体。在吸收塔的作用下，能够于中段区域与底部区域，获取到富二氧化碳溶液与富硫化氢溶液。而CH3OH溶液则经过中压闪蒸后将一氧化碳和氢气进行回收，经过闪蒸过程后的CH3OH，在解吸塔内部解吸二氧化碳2，二氧化碳经过多级压缩后变成液体。如果经过解吸后的甲醇中存在硫化氢和少量的二氧化碳，则可以采用氮气汽提将剩余的二氧化碳提取出来。在塔顶被解吸出来的硫化氢转送到H2S富集器，将硫化氢进行回收并进行一系列的处理。甲醇-水被送至溶剂的回收阶段，在精馏塔顶得到沸点较低的CH3OH而底部得到水送至废水处理处。此种低温甲醇洗工艺技术在煤化工行业中受到了很好的应用和推广，主要是被应用于合成氨工艺气体净化中，还要就是净化煤气过程。
低温甲醇洗工艺具有较好的选择性特点，低温甲醇洗可以将充满杂质的气体中将H2S、CO2、COS等进行脱除。经过酸性气体的脱硫脱碳处理，能够更好的在塔内进行分段处理，并在处理中进行选择，同时得到的二氧化碳纯度能够达到尿素生产的要求，而硫磺则可以直接从富含硫化氢的尾气中直接回收。此外，低温甲醇洗净工艺还具有较大的吸收能力，并且具有较高的净化度，同时操作费用较低。但也存在一定缺点，由于此项工艺属于国外专利技术，所以在软件方面需要较大的投入，在加上操作时需要保证低温度环境，主要目的是为了有效回收能量，不需要耗费较高的能量，所以工艺流程相对要非常复杂，换热设备多的缺点。
三、低温甲醇洗工艺操作要点与装置改善策略
1.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。
2.优化低温甲醇洗工艺系统中甲醇消耗高的措施
低温甲醇洗工艺生产过程中会由于气体夹带甲醇或者装置跑漏导致甲醇消耗过大，进而引发环境污染，车间气味较大，原材料消耗过高等情况。针对不同情况下甲醇的消耗需进行相对应的工艺优化。（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。
结语
总之，低温甲醇洗净化工艺独有的优点，受到了广泛应用，但是却对温度、压力、吸收剂甲醇的纯度具有非常高的要求，所以，通过明确鲁奇低温甲醇洗工艺操作的流程以及控制目标，做好工艺改进管理工作，可以显著提升鲁奇低温甲醇洗工艺的应用效果与整体效益，为促进行业稳定高速发展创造良好的条件。
参考文献：
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