张振坤，张光明，常丽
（兖矿鲁南化工有限公司，山东 滕州277527）
［摘 要］2018年7月兖矿鲁南化工有限公司净化装置升级改造项目新上1套低温甲醇洗系统，设置3台洗涤塔（3台洗涤塔共用1套再生系统），分别处理全变换气、部分变换气及未变换气，以满足下游合成氨、甲醇、醋酸、丁醇等产品生产所需。本低温甲醇洗系统经过1 a多的运行，暴露出一些问题，如水煤气带灰多致贫甲醇过滤器清洗频繁、贫甲醇经甲醇换热器至贫甲醇槽过液不畅、甲醇水分离塔底部废水呈酸性等，采取一系列应对措施后，多项制约系统运行的难题得到解决;随着操作水平的稳步提高和操作经验的逐步积累，新上低温甲醇洗系统实现了稳定运行。
［关键词］低温甲醇洗系统；贫甲醇过滤器；甲醇换热器；甲醇水分离塔；问题处理；操作要点
［中图分类号］TQ113.26+4 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）05-0025-04
0 引 言
2018年7月兖矿鲁南化工有限公司（简称鲁南化工）净化装置升级改造项目新上1套低温甲醇洗系统，采用大连理工大学的专利技术，设计工艺气处理能力为358 000 m3/h（干基），其冷冻站采用丙烯制冷，制冷能力与低温甲醇洗系统相匹配。本低温甲醇洗系统与国内其他厂家的低温甲醇洗系统有所不同：国内其他厂家的低温甲醇洗工艺往往都是单一产品生产线，以单一生产合成氨或甲醇或醋酸较多，也有部分厂家共用1套再生系统而实现醇氨联产；鲁南化工低温甲醇洗系统设置3台洗涤塔（3台洗涤塔共用1套再生系统），分别处理全变换气、部分变换气及未变换气，以满足下游合成氨、甲醇、醋酸、丁醇等产品生产所需。本低温甲醇洗系统经过1 a多的运行，暴露出一些问题，采取一系列应对措施后，解决了多项制约系统运行的难题。以下对有关情况作一介绍。
1 生产系统工艺流程简介
1.1 整套生产系统工艺流程
鲁南化工整套生产系统工艺流程框图见图1。多喷嘴气化炉来的一路煤气（压力3.6 MPa、温度约214 ℃），经变换炉全变换后，进低温甲醇洗洗涤塔Ⅲ（T3109）脱除CO2、硫化物等，再经液氮洗后送入氨合成系统。多喷嘴气化炉来的第二路煤气经部分变换后，调整入塔H/C后进入低温甲醇洗洗涤塔Ⅰ（T3101），脱除硫化物并控制CO2含量后，送入甲醇合成系统。多喷嘴气化炉来的第三路煤气与德士古气化炉来的部分水煤气不经变换汇合后直接进入低温甲醇洗洗涤塔Ⅱ（T3108），脱除硫化物和CO2后，出口净化气分成四路：一路送深冷分离系统制取高纯度CO，进而用于生产醋酸；一路作为合成气送至丁醇装置；一路送至变压吸附系统，用于制取丁醇生产所需的H2和醋酐生产所需的CO；一路（剩余的气体）送至甲醇合成系统。
1.2 低温甲醇洗系统工艺流程
甲醇变换气喷射少量防结冰甲醇后进入绕管换热器Ⅰ，与净化气、CO2产品气和尾气换热（冷却）并在煤气水分离罐Ⅰ分离出水分后进入低温甲醇洗洗涤塔Ⅰ（T3101）下部的脱硫段，经富含CO2的甲醇液洗涤脱除H2S、COS和部分CO2等后进入T3101脱碳段；在T3101脱碳段，塔顶来的贫甲醇将原料气中的CO2脱除至满足净化要求后由塔顶引出，经绕管换热器Ⅰ回收冷量后送出系统。T3101脱碳段间设有2台中间冷却器（E3105、E3106）。
合成氨变换气喷射少量防结冰甲醇后进入绕管换热器Ⅱ，与净化气、CO2产品气和尾气换热（冷却）并在煤气水分离罐Ⅱ分离出水分后进入低温甲醇洗洗涤塔Ⅲ（T3109）下部的脱硫段，经富含CO2的甲醇液洗涤脱除H2S、COS和部分CO2等后进入T3109脱碳段；在T3109脱碳段，塔顶来的贫甲醇将原料气中的CO2脱除至满足净化要求后由塔顶引出，送往液氮洗系统。液氮洗系统返回的部分冷合成气经换热器（E3137、E3131）回收冷量后送回液氮洗系统。T3109脱碳段间设有2台中间冷却器（E3135、E3136）。
未变换气喷入少量防结冰甲醇后进入绕管换热器Ⅲ，与来自低温甲醇洗洗涤塔Ⅱ（T3108）的净化气和部分尾气换热并在煤气水分离罐Ⅲ分离出水分和甲醇后进入T3108，T3108上段用塔顶来的贫甲醇洗涤，同时T3108脱碳段送入半贫液脱除未变换气中的CO2、H2S至满足净化要求后由塔顶引出，经换热器（E3125、E3123）提温后送出界区。
3台低温甲醇洗洗涤塔中吸收了CO2、H2S的富甲醇依次经中压闪蒸、氮气气提、热再生等进行再生，再生后的贫甲醇经泵打回各洗涤塔重复利用，再生过程中回收的CO2送往尿素装置作为原料气，富含H2S的酸性气则去硫回收系统处理并副产硫磺。
2 低温甲醇洗系统运行中的问题及处理
2.1 水煤气带灰多致贫甲醇过滤器清洗频繁
低温甲醇洗系统共设2台贫甲醇过滤器（S3101A/B，一开一备），过滤介质为金属烧结毡，过滤精度为40 μm，滤芯设计为可在线自清洗，贫甲醇过滤器压差高时切换至备用贫甲醇过滤器，退出的贫甲醇过滤器用低压氮气鼓泡自清洗。
受前系统影响，进入低温甲醇洗系统工艺气中煤灰较多，贫甲醇过滤器进出口压差增长较快，当其进出口压差超工艺指标时，需退出贫甲醇过滤器进行清洗。由于在线反冲洗效果较差，贫甲醇过滤器一般需拆卸封头用高压软水冲洗滤棒，这种方式虽能保证滤芯的清洗效果，但频繁拆卸封头检修费用增加较多，且频繁切换退出会加速阀门磨损，阀门内漏风险增大。另外，入低温甲醇洗系统工艺气中煤灰较多，还易造成绕管换热器堵塞和洗涤塔塔盘、浮阀积灰堵塞，对吸收效果有潜在影响。
针对水煤气带灰的问题，鲁南化工成立了攻关小组，在目前前系统带灰无法解决的情况下，加大贫甲醇过滤器的清洗频次；针对溶液中煤灰易在静止管道中沉积的问题，制定低温甲醇洗系统各机泵倒泵方案，每月有计划地对甲醇泵进行倒泵，及时清洗泵入口过滤网；在系统负荷较低时，对再生塔贫甲醇出口换热器人为加氮气扰动，以将沉积的煤灰带出至贫甲醇储槽，最终经泵（P3104）入口滤网拦截下来。同时，为减少贫甲醇过滤器拆卸的检修费用，目前已与另一过滤器生产厂家进行技术交流，计划购买1台新贫甲醇过滤器（正在制作中），以实现在线反冲。
2.2 贫甲醇经甲醇换热器至贫甲醇槽过液不畅
更多内容详见《中氮肥》2020年第5期