彭娜
（陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司，陕西 靖边718500）
［摘 要］陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司二期甲醇联合装置之600 kt/a煤基甲醇装置低温甲醇洗系统采用林德半贫液工艺八塔流程，自2020年12月投运以来，因设计缺陷致低温甲醇洗系统长期无法在设计压力下稳定运行，解吸单元被迫“超压运行”，由此引发了一系列严重的连锁性工艺与设备问题。经系统性诊断，创新性地提出了“系统压力重构+智能输送优化”的技术路线，集成应用“多级压力协调控制”、“高效甲醇循环泵组集成”和“系统复热排氨与铵盐结晶源头根治”等关键技术，构建了一套完整的优化改进方案，从根本上解决了因物料输送动力不足引发的系统压力失衡、CO2解吸不彻底、净化气/甲醇换热器铵盐结晶堵塞、尾气H2S含量超标、系统抗扰动能力极差及克劳斯硫回收系统工况紊乱等问题，低温甲醇洗系统运行的安全性、稳定性、经济性、环保性等均得到了显著提升（超出预期目标）。
［关键词］低温甲醇洗系统；解吸单元；超压运行；优化改进；系统压力重构；物料输送优化；改造效果；效益分析
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）05-0050-04
0 引 言
陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司（简称榆能化）主要负责煤油气资源综合利用项目建设与运营，主要生产装置包括2×1 800 kt/a甲醇联合装置、2×600 kt/a甲醇制烯烃（DMTO）装置、1 500 kt/a渣油催化热裂解（DCC）装置和6套总产能为1 900 kt/a的聚烯烃装置，并配套有锅炉、热动力及公用工程系统。其中，一期项目于2011年6月开工建设，2014年7月一次性试车成功，2015年8月转入商业运营；二期项目于2018年9月开工建设，2020年12月建成投产，2021年7月转入商业运营，至今运行平稳。
榆能化二期1 800 kt/a甲醇联合装置（以天然气+煤为原料，煤基甲醇装置产能为600 kt/a、气头甲醇装置产能为900 kt/a，同时甲醇合成系统引入DCC装置富氢气，实现氢碳互补甲醇产能300 kt/a）于2020年12月投运，整体运行情况较好；其煤基甲醇装置主生产工艺为多元料浆气化（3台气化炉，两开一备）、耐硫部分变换、林德低温甲醇洗（配套丙烯制冷系统）、戴维低压甲醇合成（煤基甲醇装置与气头甲醇装置共用1套甲醇合成系统）等。榆能化二期甲醇装置低温甲醇洗系统采用林德半贫液工艺八塔流程（含甲醇洗涤塔、CO2产品塔、H2S浓缩塔、N2气提塔、热再生塔、甲醇水分离塔、尾气水洗塔、CO2水洗塔），原设计其解吸单元依靠压差实现甲醇液的自然输送，旨在降低设备投资与系统运行能耗。但自二期低温甲醇洗系统投运以来，因设计缺陷致其长期无法在设计压力下稳定运行，其根本问题在于解吸单元内物料输送[富甲醇→甲醇闪蒸槽（V10）→CO2产品塔（T02）→H2S浓缩塔（T03）]动力（静压）不足——实际运行过程中，V10内液体无法按设计压力输送至T02，T02内液体同样无法正常输送至T03，导致系统被迫在超设计压力下运行，且开/停车阶段极易导致系统甲醇断流而被迫停车，存在严重的运行隐患。为维持生产，低温甲醇洗系统解吸单元被迫整体超压运行，进而引发了一系列工艺与设备问题：CO2解吸效率大幅降低（CO2产品气由纯度＞98%降至85%～92%）；H2S浓缩塔出口尾气H2S含量严重超标（最高达150×10-6，设计指标≤20×10-6）；系统内氨（NH3）累积并形成铵盐结晶，造成关键换热器——净化气/甲醇换热器（E02）严重堵塞，其压差远超设计值，频繁引发低温甲醇洗系统非计划停车；同时，下游克劳斯硫回收系统也因酸性气浓度偏低而工况紊乱。
面对上述问题，传统的局部调整与频繁排氨、清洗等应对措施已无法根治顽疾，亟需开展系统性的优化改进，从源头上重构系统水力平衡，恢复解吸单元设计工况。经系统性诊断，创新性地提出了“系统压力重构+智能输送优化”的技术路线，通过采取高效甲醇循环泵组集成、系统复热排氨与铵盐结晶源头根治等关键举措，解决了系统运行瓶颈问题。以下就本次问题诊断过程、核心技改方案、实施细节及应用效果等作一介绍。
1 低温甲醇洗系统概述
1.1 系统工艺流程
1）原料气预冷。变换气经水洗、冷却等预处理后，进入原料气/净化气换热器被净化气冷却至接近吸收温度。
2）H2S/CO2吸收。预冷后的原料气进入H2S/CO2吸收塔（甲醇洗涤塔），与自上而下的低温贫甲醇及半贫甲醇逆流接触，吸收塔操作压力约5.4 MPa。原料气中的CO2在吸收塔中上部被大量吸收，H2S在吸收塔下部被深度脱除，吸收塔塔顶净化气经复热后送往甲醇合成系统。
3）甲醇再生。吸收了酸性气的富甲醇从吸收塔底部引出，经多级闪蒸回收溶解的有效气后，依次进入CO2产品塔、N2气提塔、H2S浓缩塔，通过减压与引入气提气（N2或低压蒸汽）使CO2和H2S分步解吸出来，其中，CO2作为产品送出或放空，浓缩后的酸性气（含高浓度H2S）则送往克劳斯硫回收系统。
4）甲醇热再生与脱水。H2S浓缩塔底出来的富甲醇进入热再生塔（由再沸器提供富甲醇再生所需热量），彻底解吸出残余的酸性气和水分，得到贫甲醇；贫甲醇经冷却与过冷后，返回吸收塔顶部，完成甲醇循环。
低温甲醇洗系统解吸单元的工艺设计（如图1）中，各塔器与容器之间的压力梯度至关重要，它构成了富甲醇依靠静压流动的驱动力——富甲醇自甲醇闪蒸槽（V10）流向CO2产品塔（T02），再流向H2S浓缩塔（T03）。
1.2 解吸单元关键设备与运行难点
低温甲醇洗系统解吸单元的核心设备包括甲醇闪蒸槽（V10）、CO2产品塔（T02）、H2S浓缩塔（T03）、N2气提塔（T09）。其运行难点主要在于各设备操作紧密关联，一处工况波动易引发全线工况紊乱。静压驱动的物料流动对系统压力分布极为敏感，设计或运行偏差易导致物料（甲醇）流动受阻。而甲醇易挥发，且可能被水、高级烃等污染，需严格控制其杂质含量。
2 低温甲醇洗系统运行问题
榆能化二期低温甲醇洗系统，自投运以来始终无法在设计压力下稳定运行，其“物料输送动力失衡”问题正是“压力平衡敏感”这一难点的集中体现，暴露出如下一系列严峻问题。
2.1 核心问题——系统被迫超压运行
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期