刘彩锋，吕富强，柳青
（兖州煤业榆林能化有限责任公司，陕西 榆林719000）
［摘 要］兖州煤业榆林能化有限责任公司500 kt/a DMMn项目配套甲醇装置于2017年11月1日开工建设，2019年12月28日打通流程产出合格甲醇产品；其低温甲醇洗系统采用大连佳纯气体净化技术开发有限公司的工艺技术包，设计有高硫高压、高硫低压、低硫高压、低硫低压四种工况，其中低硫低压工况处理的变换气量最大，湿基变换气量达348 193.440 m3/h（标态）。甲醇装置低温甲醇洗系统原始开车过程中，出现了变换气量338 km3/h（湿基）以上工况下运行时工艺指标偏差大、系统负荷无法达到设计要求等问题。为此，基于原因分析，榆林能化对低温甲醇洗系统实施了有针对性的优化措施及消缺改造。优化改造后，低温甲醇洗系统运行工况得到明显改善，在入系统变换气量高于350 km3/h的工况下，系统工艺指标控制稳定，实现了低温甲醇洗系统的稳定运行。
［关键词］甲醇装置；低温甲醇洗系统；变换气量；甲醇流量；运行问题；原因分析；优化改造；改造效果
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）05-0047-04
0 引 言
兖州煤业榆林能化有限责任公司（简称榆林能化）500 kt/a DMMn项目配套甲醇装置于2017年11月1日开工建设，主装置包括气化、净化、甲醇合成系统及配套的热电、空分装置，2019年12月28日打通流程产出合格甲醇产品。甲醇装置主要工艺流程为，以煤和空气为原料采用多喷嘴水煤浆加压气化工艺制备粗合成气，粗合成气经部分耐硫宽温变换、低温甲醇洗净化得到满足甲醇合成要求的精制合成气，精制合成气再经甲醇合成和甲醇精馏制得精甲醇。其中，低温甲醇洗系统采用大连佳纯气体净化技术开发有限公司的工艺技术包，该工艺具有如下优势：冷负荷和设备投资比国外同类工艺要低，节能效果明显，消耗在同类工艺技术中处于领先水平；酸性气H2S浓度能得到有效保证并可灵活调节；有多项措施保证系统水含量在较低水平，可保证系统稳定运行，降低对设备的腐蚀；系统操作弹性大、运行稳定。
榆林能化500 kt/a DMMn项目配套甲醇装置低温甲醇洗系统设计有高硫高压、高硫低压、低硫高压、低硫低压四种工况。高硫高压工况时，洗涤塔顶压力为5.9 MPa，变换气流量（湿基，下同）为346 771.712 m3/h（标态，下文无特别说明处均为标态），变换气中的（H2S+COS）含量为0.418 6%；高硫低压工况时，洗涤塔顶压力为5.7 MPa，变换气流量为346 801.504 m3/h，变换气中的（H2S+COS）含量为0.418 7%；低硫高压工况时，洗涤塔顶压力为5.9 MPa，变换气流量为348 163.2 m3/h，变换气中的（H2S+COS）含量为0.226 5%；低硫低压工况时，洗涤塔顶压力为5.7 MPa，变换气流量为348 193.44 m3/h，变换气中的（H2S+COS）含量为0.226 6%。据设计，低温甲醇洗系统在四种工况下均可满足生产要求，但由于工艺流程设计、流量计现场安装、设备缺陷等方面的原因，低温甲醇洗系统原始开车过程中出现了工艺指标偏差大、系统负荷无法达到设计要求等问题，通过实施有针对性的优化措施及消缺改造后，其运行工况得到明显改善，实现了低温甲醇洗系统的稳定运行。以下对有关情况作一介绍。
1 低温甲醇洗系统工艺流程简述
榆林能化500 kt/a DMMn项目配套甲醇装置低温甲醇洗系统工艺流程简图见图1（云图内为技改内容）。进低温甲醇洗系统的变换气与出循环气压缩机（C001）的循环闪蒸气混合并喷射少量防结冰甲醇，混合气经原料气冷却器（E001）与净化气、CO2气、尾气换热冷却后进入原料气分离器（V001），分离出水分后的变换气进入洗涤塔（T001）下塔A段脱除硫化物，之后在T001上塔B、C、D段用贫甲醇、半贫甲醇脱除其中的CO2至指标值，出T001的净化气经换热回收冷量后送至甲醇合成系统；V001分离下来的含水甲醇经复热后进入甲醇/CO2闪蒸罐（V008）闪蒸，闪蒸出的气相送C001入口，液相则送入甲醇/水分离塔（T005）中部。在T001中，贫甲醇、半贫甲醇洗涤吸收了H2S、CO2等组分后，经换热冷却后进入中压闪蒸塔（T002）闪蒸，闪蒸气经C001加压后送回主洗塔有效利用；在T002中闪蒸后的富液进入H2S浓缩塔（T003）、氮气气提塔（T007）气提闪蒸，得到含CO2、N2的尾气，尾气经系统复热回收冷量后进入尾气水洗塔（T006），经脱盐水洗涤后排至烟囱放空；经气提后的富液进入热再生塔（T004）被加热再生，T004塔底得到的贫甲醇循环利用，塔顶得到的富含H2S的酸性气送往硫回收系统。
2 低温甲醇洗系统运行问题及原因分析
榆林能化500 kt/a DMMn项目配套甲醇装置低温甲醇洗系统原始开车过程中，出现了富甲醇流量满量程、变换气量无法达到满负荷运行要求等问题，具体问题描述及原因分析如下。
2.1 T001上塔D段甲醇无法进入C段
低温甲醇洗系统首次进甲醇建立甲醇循环时，洗涤塔（T001）上塔D段积液，甲醇无法正常通过洗涤塔段间冷却器（E006）进入C段，甲醇在积液箱内不断累积至满液后，通过积液箱升气筒降落至C段塔盘进行后续的甲醇循环，当甲醇循环量减小时T001下塔甲醇液位迅速降低甚至循环中断。
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