杨仲凯
（中天合创能源有限责任公司，内蒙古 乌审017300）
［摘 要］中天合创能源有限责任公司2×1 800 kt/a甲醇装置于2016年9月顺利投产，主生产工艺为6.5 MPa GE水煤浆加压气化、耐硫部分变换、林德低温甲醇洗[五塔流程（含甲醇洗涤塔、CO2产品塔、H2S浓缩塔、热再生塔、甲醇水分离塔），共4个系列（161、162、163、164系列）]、鲁奇甲醇合成等，其低温甲醇洗系统原始开车导气过程耗时较长（约4 h），造成能源浪费、生产成本增加等。通过对2020年7月和2024年7月两次大修后甲醇装置重启4个系列低温甲醇洗系统开车导气过程的对比分析，认为低温甲醇洗系统开车导气时长与循环甲醇水含量有直接关系，而系统冷量供给、甲醇品质是主要影响因素。于是，提出了一系列优化调整措施，并在2024年9月低温甲醇洗系统164系列2次短停后重启过程中予以实施，其开车导气时间降至1.5 h内，达到了节能降耗、增产增效的目的。
［关键词］甲醇装置；低温甲醇洗系统；开车导气时间；对比分析；系统冷量供给；甲醇品质；优化措施；优化效果
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）05-0038-05
0 引 言
中天合创能源有限责任公司（简称中天合创）主产品产能为3 600 kt/a甲醇和1 370 kt/a聚烯烃，2016年9月甲醇装置顺利投产，同年10月甲醇制烯烃（MTO）装置顺利投产，总体运行情况较好。中天合创2×1 800 kt/a甲醇装置主生产工艺为65 MPa GE水煤浆加压气化（14台气化炉，十开四备）、耐硫部分变换（共4个系列）、林德低温甲醇洗（共4个系列）、鲁奇甲醇合成（共2个系列）等。
煤制甲醇装置低温甲醇洗系统常规开车导气过程主要包括变换气至低温甲醇洗系统管线均压、低温甲醇洗系统高压区均压、低温甲醇洗系统导气、净化气分析等；导气过程中，逐步关闭变换气放空阀，逐渐打开并调节低温甲醇洗系统净化气放空阀，将系统压力提至正常压力，之后据甲醇合成系统接气要求合理调配变换系统主路（变换气）和旁路（非变换气）气量，当净化气硫含量及氢碳比达标后，甲醇合成系统进行导气操作。中天合创甲醇装置低温甲醇洗系统原始开车导气过程耗时较长（约4 h），造成能源浪费、生产成本增加等。通过对2020年7月和2024年7月两次大修后甲醇装置重启4个系列低温甲醇洗系统开车导气过程的对比分析，提出了一系列优化调整措施，并在2024年9月低温甲醇洗系统164系列2次短停后重启过程中予以实施，大幅缩短了低温甲醇洗系统的开车导气时间。
1 低温甲醇洗系统工艺流程简介
中天合创低温甲醇洗系统采用林德典型的五塔流程[含甲醇洗涤塔（T01）、CO2产品塔（T02）、H2S浓缩塔（T03）、热再生塔（T04）、甲醇水分离塔（T05）]，共设置4个系列（简称为161、162、163、164系列），单系列处理气量（干基）约为397 km3/h（标态，下同），其原料气由变换系统的变换气与非变换气配比而成。系统工艺流程如图1（开车导气阶段不太涉及热再生塔、甲醇水分离塔，故未列出）。
2 低温甲醇洗系统几次开车导气耗时情况
中天合创2×1 800 kt/a甲醇装置自2016年9月投运后，经历了2020年7月和2024年7月两次大修后重启开车导气（2024年低温甲醇洗系统开车导气时相较于2020年进行了操作优化）；2024年8月30日、9月4日低温甲醇洗系统164系列因处理上游变换系统设备泄漏短停后分别于9月2日、9月6日重启开车导气。低温甲醇洗系统几次开车导气耗时情况统计见表1。
3 低温甲醇洗系统导气时长对比与分析
对比分析2020年与2024年大修后甲醇装置重启低温甲醇洗系统开车导气过程，开车导气时长与循环甲醇水含量有直接关系，循环甲醇水含量越低，整体上导气时间越短；2024年大修后低温甲醇洗系统导气过程中甲醇水含量明显高于2020年，但经过操作优化，2024年的导气时间整体上优于（短于）2020年。
结合低温甲醇洗原理，导气过程中洗涤甲醇温度由40 ℃降至-60 ℃，H2S、COS、CO2在甲醇中的溶解度会大幅提高，而H2和CO在甲醇中的溶解度基本不变，即低温有利于酸性气的选择性脱除。据经验，低温甲醇洗系统导气时长的主要影响因素有系统冷量供给、系统甲醇品质。
3.1 系统冷量供给
低温甲醇洗系统导气过程中，要缩短净化气中硫含量合格时间，需尽快降低循环甲醇温度，提高CO2、H2S及COS在甲醇中的溶解度，可通过富甲醇中CO2闪蒸使系统快速获取冷量，并减少闪蒸单元放空气放空导致的冷量损失。低温甲醇洗系统冷量供给主要来自于丙烯压缩机制冷、富甲醇中CO2闪蒸、循环水换热器，丙烯压缩机和循环水换热器所提供的冷量是相对“恒定”的，优化系统冷量供给主要需从优化CO2的吸收与闪蒸入手。
低温甲醇洗系统CO2的吸收主要集中在甲醇洗涤塔（T01）。从T01的结构与吸收区域来看，T01分为三段：塔下部由62层塔盘组成，为粗洗硫段，主要吸收原料气中的H2S；塔中部由3段填料组成，主要吸收原料气中的CO2；塔上部由10层塔盘组成，为精洗硫段，再次吸收原料气中的H2S及CO2。
甲醇在吸收原料气中的CO2和H2S的过程中，释放大量溶解热，甲醇温度上涨；富甲醇中CO2闪蒸有减压闪蒸和氮气气提2种方法，CO2的减压闪蒸集中在中压单元循环气闪蒸罐Ⅰ（V02）/循环气闪蒸罐Ⅱ（V03）、CO2产品塔（T02）、H2S浓缩塔（T03），氮气气提集中在T03，闪蒸过程释放冷量，甲醇温度降低。
3.2 系统甲醇品质
更多内容详见《中氮肥》2025年第5期