大型煤化工项目低温甲醇洗装置工艺技术的优化

大型煤化工项目低温甲醇洗装置工艺技术的优化
发布时间：2021-05-08T07:35:09.497Z 来源：《新型城镇化》2021年1期作者：赵安松包得兵[导读] 本文简述了大型煤化工项目中所应用的低温甲醇洗装置，并从甲醇消耗大、冷量消耗大以及甲醇水塔运行不稳定三个方面阐述了当下该类装置所面临的主要应用问题，提出了几点简单的解决措施，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。

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摘要：本文简述了大型煤化工项目中所应用的低温甲醇洗装置，并从甲醇消耗大、冷量消耗大以及甲醇水塔运行不稳定三个方面阐述了当下该类装置所面临的主要应用问题，提出了几点简单的解决措施，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。

关键词：煤化工项目；低温甲醇洗装置；工艺技术；问题与优化
引言选择应用低温甲醇洗能够从根本上解决一直以来困扰低温甲醇洗机组运行的问题，最为突出的应用效果就是能够在将机组运行功耗降低的同时，提升运行结构的整体稳定性，继而获得更高的经济效益。

除了需要考虑该装置的下游气体转化影响，还需要阐述除了目标控制要求外的北半球天然气的具体转化效果，利用包含多类型合成原料的气体装置，为装置提供完善的气化与硫磺回收条件。

1 设备概述
该类型的低温甲醇洗装置基于亨利与乌尔定律，能够在正常的操
作流程下完成原油转化气体的任务，并能够从中脱除硫、一氧化碳等酸性气体，达到转化气的净化目标。

以硫化氢为例，其能够在低温条件下实现甲醇从酸性气体中分离的目。

但从该装置的实际运行情况来看，利用该装置时逐渐突显出了甲醇消耗量偏大、制冷量大等问题，并已经成为限制生产量进一步提升的瓶颈条件。

在影响其设备产生经济效益的同时，由于启停时间过长与运行周期较短，将严重影响系统集成设备在做气体净化处理效果，致使出现不合格的气体，甚至会导致设备出现停机现象，造成更大的经济损失。

2 常见的几个影响设备运行效果的瓶颈条件与建议处理措施 2.1 甲醇消耗量过大
以某工厂为例，由于工艺设计较为困难使得在消耗甲醇时所确定的保证值为每年两吨，随着时间的推移用于酸萃取的装置在应用时逐渐达到了饱和状态。

在这种情况下，经过最终测试发现每年的甲醇消耗量已经达到了每年 9 吨，远远超出设计值。

从工艺原理的角度看，导致出现甲醇消耗量过高的主要原因为产生的各种气体，包括酸性气体、循环气体以及二氧化碳气体等，由于温度与酸气分离器入口呈现着正比例关系，即温度越高入口越大，以此为基础可以推断出，温度过高是造成甲醇被夹带过多现象产生的主要原因 [1]。

而在对再生塔进行状态分析时，也发现了在温度过高的情况下导致出现了偏离指数过于严重的现象，在设计规模较小的情况下，装置在实际应用时很容易表现出没有方向感的状态，继而影响到实际应用效果。

若选择在其中加入适量的酸性气体，则能够将水冷器温度进一步降低。

在与厂家（除霜设备）充分讨论后，选择应用了二氧化碳型黑烟排放闪蒸塔的优化改造方案，有效提高了除霜效果，解决了甲醇夹带量过高的问题。

尾气中夹带的甲醇量过高同样是常见的导致增大甲醇耗费量的原因，在核验废气设备实际运行状态与各项输入参数后，选择优化填料吸收塔作为降低夹带量的方式 [2]。

由于该类装置在实际运行过程中非常容易出现堵塞现象，因此应定期对其做清洗处理，并要使用脱盐水代替水塔洗涤水。

为进一步将消泡效果提升，还应在其中的一至三层处添加消泡剂。

在对改造完成的部位进行实际测量后发现，甲醇的夹带量降到了设计的标准范围内。

2.2 冷量消耗巨大
与甲醇净化系统相关的一系列设计内容的意义在于满足其超长运行负荷与能耗需要，相较实际温度，在冷却塔中的再热废气温度表现出了较为理想的状态，从这一点中就可以看出当下在冷却塔内的制冷量想要充分满足实际要求较为困难。

再加上其排气冷却的具体能力并没有处于完全恢复的状态，因此经过一系列的计算后，必然会产生实测值与设计换热效率之间的差值。

甲醇的特性就是传热效果较差，因此将出现冷损持续增大的情况。

在相关计算数据的基础上，应增加一套完整的换热器，以换热面积的增加作为提升换热效率的重要基础[3]。

由于该工厂所应用的冷却系统使用年限较长，因此其中的部分保温材料已经出现了不合格现象，继而导致其冷却保温的效果极差。

而在日常对其进行维护期间，无论是冷却效果还是保温能力均在持续下降，继而导致出现较为严重的管道泄漏损失。

热再生系统的应用不合理以及回流泵空化结构设置不当，是导致冷量消耗巨大现象产生的主要原因。

方案实施完毕后，对产生的各项再生指标进行了全面分析，所获
得的一系列再生系统指标与设计值相接近，在与标准生产数据比较后，发现能够最大限度地满足工艺生产要求。

为获得令人满意的改造效果，工厂选择在所应用的冷却介质中加入一定比例的气化成分，以解决一直以来存在的冷量消耗过大的问题。

2.3 甲醇水塔运行不稳定
负荷变化大并随着时间的推移而逐渐减小，是甲醇水塔在实际运行时所表现出不稳定状态时的主要特征。

从该工厂的实际运行情况来看，其所产生的最大负荷已经减半，且在水塔的内部出现了一个巨大的泄漏口，不得不在运行过程中频繁注水，且需要维持低负荷运行。

导致出现此种现象的主要原因为：运行年限过长的特点使得水塔底部蒸汽装置热量吸收较多、喂料时添加的介质较脏以及系统阻力有持续增加表现，以至于水塔的整体运行效率下降 [4]。

水塔中的污水换热器之所以频频出现泄漏或严重堵塞现象，与所排出的废水中含有较多有害杂质有着密切联系，增大了腐蚀风险，继而产生多种不利于水塔稳定运行的因素。

为从根本上解决运行状态下注油过于频繁的问题，应选择采取以下几点措施：第一是应最大限度地减少井底的蒸汽加热；第二是缩减顶部回流量与进料量；第三是应加装过滤器以达到对介质进行净化的目标。

另外需要注意的是，由于甲醇水塔的应用特殊性，为避免出现反复结垢现象影响运行效率，对甲醇水塔的建议就是每年必须清洗一次水塔。

若无法保证清理的及时性，一旦水塔金属位置被水垢完全覆盖，将与内部成分发生化学反应，长此以往必然会增大腐蚀部位的腐蚀风险。

为减少腐蚀现象，应考虑从水塔的应用源头入手，在维修过程中为其增设一套精密的甲醇过滤系统，继而帮助其从源头完成杂质清理工作，以提升甲醇水塔的运行稳定性。

3 提高运行效率的几点策略
在安装气体洗涤器时，应尽量将其安装在排气净化装置的附近；
应保持配置的甲醇顺风机组与进气道的畅通。

若与运行要求不相符，此时若依旧选择将产生的废气排入到空缸内将影响运行效率，因此需要选择其他的排气方式；为避免出现专业结构的返工现象，在设置排气管时需要明确廊道数量，并应联系实际的装置运行环境明确需求的设计规格数据；若有布置塔内辅助设备的需要，则应在设置时充分考虑各个层面的框架压强要求，有存在明显边坡的情况下应对压强的波动情况予以考虑；编码器作为甲醇洗装置的中所应用的电梯核心部分，具有实时搜集与电梯运行状态相关信息的重要功能，有效保证了电梯的运行安全 [5]。

通过检测、计算以及分析电梯信号，能够将各类信息转化为需求的速度信号数据，因此若想提高系统控制精度应明确编码器的具体脉冲数据；变频器是控制闭环装置的关键，并可以了解到电梯主板运行状态为基础，将预先设计的一系列装置详细信息保存在内部储存单元内，继而提升数据精度，奠定装置运行效率提升的基础。

结束语
综上所述，在当下选择应用甲醇洗装置的大型煤化工项目的数量
逐渐增多，作为操作人员应提高对装置的运行环节重视，保证问题定位与方案落实的及时性，为行业的可持续性发展提供完备条件。

参考文献
[1] 裴蕾 . 低温甲醇洗装置设备布置设计要点 [J]. 中氮肥,2019,01:59-62.
[2] 慕文杰 , 杨乐锋 . 低温甲醇洗装置甲醇污染对出口 H_2S 指标的影响与解决措施[J]. 化工管理,2019,22:85-86+103.
[3] 张雷 . 煤制油低温甲醇洗装置净化气总硫超标原因分析及对策[J]. 石油化工应用,2019,3811:110-112+118.
[4] 王金华 . 低温甲醇洗装置甲醇消耗问题探讨 [J]. 石化技术,2019,2611:216-217.
[5] 张永峰 . 低温甲醇洗装置贫甲醇硫含量超标原因分析及解决措施[J]. 化工管理,2019,33:46-47.。