习亿锋，张晓丹，钮雷峰
（晋控金石化工集团有限公司石家庄循环化工园区分公司，河北 石家庄050000）
［摘 要］晋控金石化工集团有限公司石家庄循环化工园区分公司一期、二期300 kt/a合成氨联醇装置（2套装置主生产工艺完全一致）分别于2012年10月、2015年8月建成投产，总体运行情况较好。2套低温甲醇洗系统均采用主洗+预洗十塔流程，实际生产中存在净化气CO2含量超标、尾气硫含量超标、冷量消耗高、甲醇损耗大、燃料气利用不合理等问题。针对这五大核心问题及其成因，通过工艺模拟计算、同类系统调研、技术方案比选、经济成本核算等，确定了“优化换热网络、强化吸收洗涤、回收有效资源、降低能耗/物耗”的改造思路。一期低温甲醇洗系统于2022年8月完成改造并顺利开车（二期低温甲醇洗系统技改目前正处于设备安装、配管阶段），改造后，系统变换气处理能力提升18.4%，冷量消耗降低30%以上，甲醇年损耗量下降约25%，各项排放指标（数据）均满足现行环保标准要求，环保效益、经济效益、社会效益明显，可为同类低温甲醇洗系统的优化升级改造提供一个可复制的范式。
［关键词］合成氨联醇装置；低温甲醇洗系统；运行问题；改造思路；技改方案；技改效果；效益分析；综合评价
［中图分类号］TQ113.26+4 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）05-0037-05
0 引 言
晋控金石化工集团有限公司石家庄循环化工园区分公司（简称晋控金石）占地面积722亩，核心产品涵盖合成氨、甲醇、硝酸铵、氢气等，同时承担着为园区内多家企业供应氢气、液氨、甲醇、蒸汽等产品的任务，是石家庄循环化工园区“三化合一”产业链的重点企业。晋控金石一期300 kt/a合成氨联醇（60 kt/a甲醇）装置于2012年10月建成投产，总体运行情况较好；二期300 kt/a合成氨联醇（60 kt/a甲醇）装置于2015年8月建成投产，总体运行情况较好。2套合成氨联醇装置主生产工艺完全一致（生产操作与运行问题也基本相同），工艺配置均为4.0 MPa鲁奇加压气化、耐硫变换、大连理工低温甲醇洗、15.0 MPa醇烷化、PSA提氢、华东理工低压甲醇合成、湖南安淳15.0 MPa低压氨合成等。
晋控金石2套低温甲醇洗系统均采用主洗+预洗十塔流程（含脱硫塔、脱碳塔、CO2闪蒸塔、H2S浓缩塔、热再生塔、CO2尾气洗涤塔、预洗闪蒸塔、共沸塔、甲醇水塔、甲醇洗涤塔），为后续氨合成系统、甲醇合成系统提供合格原料气。随着国家环保政策日趋严格，以及企业自身节能降耗、提质增效的需求，低温甲醇洗系统逐渐暴露出净化气CO2含量超标、尾气硫含量超标（项目设计、建设、投产时环保要求较低，当时能达标排放）、冷量消耗高、甲醇损耗大、燃料气利用不合理等一系列问题，已难以满足生产工艺与环保管控要求。为此，晋控金石启动低温甲醇洗系统优化改造项目，一期低温甲醇洗系统于2022年8月完成改造并顺利开车，二期低温甲醇洗系统技改目前正处于设备安装、配管阶段。以下结合实际情况，分析与探讨改造前低温甲醇洗系统存在的问题及其成因，阐述技改方案的研究与确定过程，并对改造效果进行全面评估，以期为业内提供一点参考与借鉴。
1 低温甲醇洗系统流程简介
晋控金石低温甲醇洗系统作为原料气净化的关键环节，承担着脱除变换气中CO2、H2S、有机硫、石脑油、水等杂质的核心任务，产出的净化气分别送至PSA系统、氨合成系统，其运行稳定性直接影响上下游系统的稳定生产。2套低温甲醇洗系统，设计单套变换气处理量均为139 457 m3/h（标态，下同），由变换气冷却单元（四级冷却）、预洗与吸收单元、甲醇再生单元、石脑油（轻粗苯）/甲醇回收单元及甲醇储槽单元构成。变换气经两级分离去除冷凝液后，依次通过多级换热器和氨蒸发器冷却至-32 ℃，喷入无硫甲醇富液防止结冰；冷却后的变换气进入脱硫塔预洗段脱除大部分杂质，脱硫段脱硫气H2S含量＜10×10-6；脱硫气进入脱碳塔主洗段和精洗段，通过半贫甲醇和贫甲醇洗涤脱除CO2、残余硫化物，要求出脱碳塔净化气H2S含量≤0.1×10-6、CO2含量≤1%；甲醇富液经CO2闪蒸塔、H2S浓缩塔、热再生塔完成再生，脱硫塔预洗段混合物经石脑油/甲醇回收单元处理，含醇废水送污水处理系统生化单元处理。
2 改造的必要性及其目的
原低温甲醇洗系统运行过程中存在能耗/物耗居高不下、尾气排放不达标、资源利用不合理、产品质量适配性不足等主要瓶颈，不仅面临环保处罚风险，还会导致生产成本持续偏高、市场竞争力不足，无法满足企业产能扩张与上下游系统生产要求。因此，对低温甲醇洗系统进行优化改造是企业摆脱当前生产困境、实现可持续发展的必然选择。本次改造以解决实际生产问题、满足环保标准、降低生产成本、提升资源利用率为核心目标，通过优化工艺流程、新增关键设备，实现尾气达标排放、能耗/物耗降低、系统适配性提升。
3 低温甲醇洗系统运行问题及成因
以单套低温甲醇洗系统满负荷运行为例，经长期的工艺数据监测与分析，确定低温甲醇洗系统存在五大核心问题，具体表现及成因分析如下。
3.1 净化气CO2含量超标
设计净化气CO2含量≤1%（体积分数，下同），实际运行中其均值为1.5%～1.8%、最高达2.0%；设计净化气温度≤-28 ℃，实际运行中其均值为-25～-22 ℃，偏高3～6 ℃，无法满足生产要求。
成因分析：甲醇对CO2的吸收容量和吸收速率与温度呈负相关，净化气实际温度较设计值偏高3～6 ℃，导致甲醇对CO2的脱除能力显著下降，CO2脱除不彻底，造成净化气CO2含量超标。
3.2 尾气总硫含量超标
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期