低溫甲醇洗凈化氣中硫含量的影響分析原飛山西陽煤豐喜臨猗分公司山西省郵編:044100摘要:在工業(yè)生產(chǎn)中,甲醇是非常重要的生產(chǎn)原料,但是在甲醇的提純過程中,我們有必須要對低溫甲醇洗凈化氣中硫含量的影響進(jìn)行研究。文章對此方面進(jìn)行了相關(guān)闡述,希望能給有關(guān)人士提供借鑒。關(guān)鍵詞:甲醇裝置;低溫甲醇洗工藝;凈化氣硫含量中圖分類號:s963.32文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A前言近年來,隨經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,化工行業(yè)也得到了極大的跨步,在化工生產(chǎn)中,甲醇是重要的生產(chǎn)原料,于此同時,甲醇裝置作為化工企業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備之一,在其氣體凈化單元中為了有效清除凈化氣中的硫的含量,通常使用低溫甲醇洗工藝,此工藝對硫化物達(dá)到了很好的吸收效果,使凈化物的中硫含量得以降低并在實(shí)際生產(chǎn)過程中取得了非常好的效果工藝流程在工業(yè)生產(chǎn)中,一般為以下流程,含有甲醇的混合變換氣經(jīng)過氨洗滌塔除氨、再經(jīng)過換熱器換熱降溫至-20℃后進(jìn)入主洗塔,在主洗塔被貧甲醇洗滌,然后再經(jīng)過換熱(19℃)進(jìn)入后續(xù)工段貧甲醇吸收了C02,HS和COS后進(jìn)入中壓閃蒸塔(1.6MPa)閃蒸,中國煤化工閃蒸氣通過壓縮再循環(huán)返回主洗塔。閃蒸后CNMH在常壓下閃蒸、汽提,實(shí)現(xiàn)部分再生;甲醇富液進(jìn)入熱再生塔利用再沸器中蒸汽的熱量進(jìn)行熱再生,完全再生后的貧甲醇經(jīng)主循環(huán)流量泵加壓后進(jìn)入主洗塔、故障原因經(jīng)過多次對甲醇裝置開車出現(xiàn)的凈化氣硫含量超標(biāo)現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié),認(rèn)為可以從設(shè)備及工藝等方面查找問題的原因。2.1.吸收劑問題甲醇作為甲醇洗裝置的吸收劑有較高的選擇性,主要表現(xiàn)在對HS的吸收要比CO的吸收快好幾倍。如果甲醇吸收劑的純度及質(zhì)量不能得到保證,會直接影響吸收效果,導(dǎo)致HS含量超標(biāo)。2.2甲醇再生是否合格甲醇的再生主要集中在熱再生塔,熱再生塔塔底溫度必須穩(wěn)定維持在99104℃之間,塔頂溫度≥85℃,才能保證甲醇成分H2S含量小于≤5×10,保證甲醇在熱再生塔的蒸發(fā)量符合工藝指標(biāo)。2.3甲醇中顆粒物由于系統(tǒng)有HS的存在,開停車過程中,設(shè)備、管道內(nèi)不可避免地存在部分顆粒物及其他雜質(zhì),如硫化亞鐵、羰基鐵以及從煤氣化工序帶來的煤粉和變換工段帶來的催化劑粉塵。在開車過程中,凈化氣HS含量超標(biāo),達(dá)到2×10,熱再生塔塔底貧甲醇分析結(jié)果懸浮物為13.48ng/L,色度為8#。經(jīng)過對系統(tǒng)中2臺過濾器切換、清理,甲醇的色度有明顯好轉(zhuǎn),懸浮物下降為2.5mg/L浄化氣硫含量分析合格,由此證明,甲醇吸r凵中國煤化工勿存CNMHG在,直接影響到氣液的有效接觸,降低了甲醇的吸收能力2.4系統(tǒng)串液問題污甲醇槽的廢液來自系統(tǒng)中各個導(dǎo)淋,其水含量和HS含量偏高,如果在輸送至甲醇/水分離塔的過程中,由于閥門內(nèi)漏或關(guān)閉不嚴(yán)而進(jìn)入了貧甲醇槽,會導(dǎo)致循環(huán)甲醇品質(zhì)惡化2.5甲醇中水含量過高問題甲醇中水含量過高對其吸收能力有很大的影響。當(dāng)甲醇中水含量過高時,甲醇吸收能力將會下降。系統(tǒng)初次開車凈化氣HS含量超標(biāo),HS+COS含量達(dá)到14×10,貧甲醇取樣分析結(jié)果為H2S含量128×10°,水含量6%,經(jīng)對貧甲醇槽內(nèi)貧甲醇重新更換后開車,在較短時間內(nèi)硫含量達(dá)到指標(biāo)要求。、凈化氣中硫含量影響因素分析循環(huán)甲醇溫度目前,進(jìn)入主洗塔的貧甲醇的溫度只能降至約-40℃,與原運(yùn)行值相比,上升了10℃左右。經(jīng)排査,將目標(biāo)鎖定在再吸收塔。根據(jù)最近一段時間的運(yùn)行數(shù)據(jù),該塔的其他工況并未改變。利用系統(tǒng)大修的杋會,對再吸收塔進(jìn)行了拆檢,發(fā)現(xiàn)填料和塔盤上附著了大量的污泥(經(jīng)取樣分析,其成分主要為鐵氧化物、煤泥等)使甲醇不能在塔內(nèi)均勻分布,嚴(yán)重影響了閃蒸效果。經(jīng)對填料和塔盤徹底淸洗后,塔底溫度恢復(fù)正常。為了徹底解決產(chǎn)生污泥的問題,對系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。上、下兩路各2臺分離器(1開1備)分離器上部安裝3層絲網(wǎng)除沫器,用來清TH中國煤化計CNMHG(Pd2260和Pd261)來反映分離器內(nèi)的污泥量。當(dāng)壓差達(dá)到90kPa時,可切換到備用分離器,拆下絲網(wǎng)除沫器進(jìn)行清理,操作非常方便。中壓閃蒸塔與再吸收塔的壓差較小,流體流速小,所以該分離器安裝在中壓閃蒸塔與再吸收塔之間,而沒有設(shè)置在主洗塔和中壓閃蒸塔之間,可以更有效地除掉污泥2.補(bǔ)充循環(huán)甲醇甲醇會因?yàn)閮艋瘹忪F沫夾帶、閃蒸、熱再生、水分離及排含氨甲醇等因素造成損耗,所以必須定期向系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充。最近發(fā)現(xiàn):當(dāng)向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充甲醇時,凈化氣中硫含量會明顯升高,甚至超標(biāo)。一般,補(bǔ)充的都是成品精甲醇,質(zhì)量完全可以保證,所以,補(bǔ)充甲醇后,系統(tǒng)的吸收效果應(yīng)該更好,原運(yùn)行時也的確如此。為此,對系統(tǒng)進(jìn)行了全面排査。補(bǔ)液流程如下:來自于甲醇貯罐的成品精甲醇暫時存放在臨時貯槽內(nèi),系統(tǒng)需要補(bǔ)液時開啟補(bǔ)液泵,直接將精甲醇輸送到再生塔的熱再生段,與系統(tǒng)內(nèi)的貧甲醇混合。經(jīng)過對系統(tǒng)的全面排查后發(fā)現(xiàn):當(dāng)補(bǔ)液時,貧液泵出口的貧甲醇中硫含量明顯升高。對補(bǔ)液流程進(jìn)行了更進(jìn)一步分析,影響再生效果的因素有①補(bǔ)充的精甲醇純度②再生塔塔底蒸汽的用量③再生塔熱再生段的壓力,正常為0.22MPa左右④再生塔熱再生段的溫度,正常為85℃左右;⑤酸性氣體的體積分?jǐn)?shù),正常為32%。中國煤化工CNMHG經(jīng)過對以上幾個因素更進(jìn)一步排查,發(fā)現(xiàn)酸性氣體積分?jǐn)?shù)只有23%,這就是根源所在。原設(shè)計補(bǔ)液流程:補(bǔ)液泵出口連接在甲醇水分離塔中上部的回流管線上,然后甲醇蒸氣從塔頂進(jìn)入再生塔的熱再生段。為保持甲醇水分離塔的液位,甲醇回流閥必須減小開度,由補(bǔ)充的精甲醇代替一部分回流甲醇;由于補(bǔ)充的精甲醇溫度較低,會有一部分甲醇從塔底進(jìn)入甲醇洗滌塔,被尾氣夾帶排入大氣,造成甲醇損耗量大。為了解決此問題,將補(bǔ)液口改至再生塔的熱再生段的虹吸管上,結(jié)果使這部分溫度較低的甲醇變成了再洗甲醇,將再生出的部分HS和C0S重新洗滌回去,導(dǎo)致再生不合格。為了驗(yàn)證此結(jié)論,提高再生段溫度后,貧甲醇中硫含量明顯降低;但溫度提高,意味著酸性氣體中的甲醇夾帶量也增多,會給克勞斯硫回收工段造成難以承受的負(fù)擔(dān),仍無法滿足正常生產(chǎn)的需要。為了解決此問題,繼續(xù)對補(bǔ)液流程進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)多次試驗(yàn),將補(bǔ)液口移到熱再生段底部、與貧液泵的入口齊平的位置。既解決了甲醇損耗問題,又不會影響熱再生效果。原料氣中的有機(jī)硫含量通常在粗煤氣當(dāng)中,由于采用的煤種、煤化工藝及操作條件等方面的不同,所以在煤氣中會含有一定數(shù)量的無機(jī)硫和有機(jī)硫化合物。無機(jī)硫主要為Hs,有機(jī)硫以COS為主,還含有少量的硫醇、硫醚及噻吩等。由于有機(jī)硫在甲醇中的溶解度較小但其含量較低,而且在變換過程中有一部分也可轉(zhuǎn)化為溶解度較大的HS,所以在凈化氣過程中所存在的有機(jī)凵中國煤化工藝CNMHG的要求,一旦有機(jī)硫的含量過高,即使在轉(zhuǎn)換過程中也會有部分有機(jī)硫無法轉(zhuǎn)變,所以會導(dǎo)致凈化氣中有機(jī)硫含量過高,導(dǎo)致總硫超標(biāo)。4.改進(jìn)措施提高甲醇再生塔再沸器的操作負(fù)荷;增大甲醇再生塔塔頂酸性氣體的排放量,使氨同酸性氣一起排至硫回收裝置進(jìn)行燃燒處理:在再生塔回流泵出口處設(shè)置排氨點(diǎn),當(dāng)甲醇中的氨含量達(dá)到一定的值時,排放含氨甲醇至精餾的雜醇貯槽。四、結(jié)束語綜上所述,影響凈化氣中硫含量的因素還有很多,諸如系統(tǒng)壓力、循環(huán)量、貧甲醇中的水含量、變換氣指標(biāo)等,但這些都是容易想到的,且都可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)指標(biāo)解決,往往有一些隱臧因素是不易想到的,這些需要對全系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)排查,絕不能放過任何異常指標(biāo)。參考文獻(xiàn)[l]顧英.粉煤氣化工中酸性氣體脫除方案的選擇[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2004.22,452-455[2]李旭光,周永濤.低溫甲醇洗凈煤氣硫含量超標(biāo)淺析[J.化學(xué)工程師,2010,(6):51-52[3]丁武松,尚乃明.低溫甲醇洗高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行操作條件探討[J.中氮肥,2003,(6):41-45[4孫緒軍,馬洪光,侯欽利.低溫甲醇洗系nYH中國煤化工J].CNMHG科技信息(科學(xué)教研),2008.中國煤化工CNMHG