方伟
（安徽华谊化工有限公司，安徽 芜湖238312）
［摘 要］2020年7月末，安徽华谊化工有限公司600 kt/a甲醇装置低温甲醇洗系统甲醇水分离塔回流泵频繁出现汽蚀，需频繁倒备泵并清理其进口过滤器滤网，同时贫甲醇过滤器压差上涨速率也明显加快；在拆卸下来的甲醇水分离塔回流泵过滤器中，除了黑色片状颗粒杂质外，还有白色片状颗粒。对杂质的溶解性及其煅烧后烧余物进行分析，并对杂质可能成分进行分析与确认，基于此进行原因分析与排查，最终认定是除氨塔冷密封水流量较小，出除氨塔合成气中煤渣等固体杂质增加，固体杂质及碳钢腐蚀生成的羰基铁等化合物随甲醇来到热再生塔，当甲醇溶液热再生时发生分解，形成了以煤灰颗粒等为中心、周围沉淀吸附Fe(OH)2和Al(OH)3的杂质，导致热再生塔塔底的甲醇水分离塔回流泵过滤器堵塞，贫甲醇过滤器压差上涨加快，继而引发甲醇水分离塔回流泵频繁出现汽蚀。及时增加除氨塔冷密封水流量，并增大洗涤塔喷淋甲醇流量和甲醇水分离塔塔顶回流量，其后甲醇水分离塔回流泵汽蚀现象消失，恢复正常运行。
［关键词］低温甲醇洗系统；热再生塔；甲醇水分离塔回流泵汽蚀；过滤器堵塞；杂质物化性质；杂质成分；原因分析；处理措施
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2021）04-0035-04
0 引 言
安徽华谊化工有限公司（简称安徽华谊）600 kt/a甲醇项目由华陆工程科技有限责任公司总承包设计，其工艺路线为多喷嘴水煤浆气化→等温变换→低温甲醇洗+CO深冷分离+硫磺回收→甲醇合成→甲醇精馏等，装置于2012年4月27日正式投产。由于安徽华谊甲醇装置需要向500 kt/a醋酸装置提供纯度大于98.5%的原料CO，故设有CO原料气的净化、分离设施，CO原料气净化由低温甲醇洗系统实现，CO分离则通过CO深冷分离系统实现。低温甲醇洗系统采用林德低温甲醇洗工艺，由2套洗涤系统组成，其中变换气洗涤系统产出甲醇合成气，未变换气洗涤系统产出CO深冷分离系统的原料气。
低温甲醇洗工艺主要用于煤气（或变换气）的脱硫脱碳，具有高效、节能的特点。低温甲醇洗系统运行的稳定性、合成气的脱硫深度在很大程度上与热再生塔的运行状况有关，生产中低温甲醇洗系统产生的杂质很大一部分是在热再生塔内形成的，故避免热再生塔内杂质的大量生成、累积，具有重要的意义。以下结合安徽华谊低温甲醇洗系统的生产实际就有关情况作一介绍。
1 低温甲醇洗系统工艺流程及运行情况
安徽华谊低温甲醇洗系统采用丙烯制冷剂作为冷媒，有2套吸收系统，分别处理变换气和未变换气：变换气经洗涤净化后，（H2S+COS）脱除至0.1×10-6以下、CO2脱除至4.0%～5.5%，再复温至常温后作为甲醇合成的原料气，经合成气压缩机加压后送往甲醇合成系统；未变换气经洗涤净化后，CO2脱除至10×10-6以下，再复温至常温后进入CO深冷分离系统分子筛吸附器内进一步脱除至CO2含量＜0.1×10-6，然后进入CO冷箱深冷分离系统制备CO原料气供醋酸装置。
变换气洗涤系统和未变换气洗涤系统之甲醇溶液再生共用1套热再生系统。2台洗涤塔（1台变换气洗涤塔、1台未变换气洗涤塔）塔釜出来的含硫富甲醇，经中压闪蒸后，进入氮气气提塔，气提出CO2；未变换气洗涤塔中部的部分低硫富甲醇则作为半贫甲醇送往变换气洗涤塔，作为变换气洗涤用贫甲醇的补充液；未变换气洗涤塔中部的另一部分低硫富甲醇经过中压闪蒸后，再进一步闪蒸，产出的CO2产品气送出界区，闪蒸后的甲醇一部分作为变换气洗涤塔的半贫甲醇，另一部分则作为氮气气提塔的洗涤甲醇。闪蒸后的富甲醇经气提脱除大部分CO2后，进入热再生塔进行深度再生，脱除酸性气。低温甲醇洗尾气进入尾气洗涤塔，脱除尾气中含有的少量甲醇，尾气洗涤塔洗涤液进入甲醇水分离塔以回收甲醇。
安徽华谊低温甲醇洗系统运行状况良好：贫甲醇中水含量控制在0.1%～0.3%，洗涤塔脱硫脱碳正常，净化气H2S含量控制在（0.02～0.04）×10-6，甲醇消耗正常，尾气指标均优于设计排放指标，系统各换热器换热效率无明显变化、换热正常。
2 热再生塔内形成异常杂质之情况描述
低温甲醇洗系统运行过程中，除了随原料气带入的少量固体粉尘杂质外，其他杂质为系统运行中介质等反应生成的。低温甲醇洗系统洗涤、闪蒸、气提区域温度低，大部分塔、槽、管道材质为低温碳钢，而富甲醇中溶解有H2S、CO2和水，介质呈酸性，因而易造成碳钢腐蚀；其中，带有铁素体的奥氏体材料的腐蚀尤为严重，长期运行过程中会生成羰基铁，H2S的存在也会加速羰基化反应的发生。
溶解于低温甲醇中的羰基化合物，在低温状态时不会发生分解，而当甲醇溶液进行热再生时会发生分解，形成Fe(CO)5［1］和含硫的羰基铁固体沉淀物［2］，这一现象在低温甲醇洗复温过程中尤为明显，会出现氮气气提塔底过滤器压差升高、塔底泵进口过滤器堵塞、泵运行中出现汽蚀等现象。这些沉淀物颗粒粒径很小，通常为黑色粉末状。位于热再生塔塔底的贫甲醇过滤器更换滤芯时，较容易收集或发现这类杂质——安徽华谊的贫甲醇过滤器滤芯更换周期为2～3个月，清理过程中能见到的杂质的量不多，滤芯通常只附着少量颗粒物。
2020年7月末，甲醇水分离塔回流泵频繁出现汽蚀，虽未对系统生产造成较大影响，但需频繁倒备泵并清理其进口过滤器滤网，2～3 d左右就需进行清洗，在拆卸下来的甲醇水分离塔回流泵过滤器中，除了黑色片状颗粒外，还有白色片状颗粒，白色片状颗粒最大粒径约2 mm；贫甲醇过滤器压差上涨速率也明显加快。在此过程中，低温甲醇洗系统操作无变化，甲醇中含水量稳定，无明显异常。
3 杂质物化性质分析
更多内容详见《中氮肥》2021年第4期