师元华
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］某煤制天然气装置低温甲醇洗系统采用林德十一塔工艺，自原始开车以来，低温甲醇洗系统陆续出现了HHC倾析罐操作温度偏高、甲醇/水/HCN分离塔再沸器堵塞、循环气压缩机填料泄漏、氨预洗塔液泛等问题，对装置的长周期、安全、稳定运行造成了一定的影响。为此，查找与分析症结所在，实施相应的优化改造后，各类问题均得到了解决，有力地保障了煤制天然气装置的长周期、安全、稳定运行。
［关键词］煤制天然气装置；低温甲醇洗系统；HHC倾析罐操作温度偏高；甲醇/水/HCN分离塔再沸器堵塞；循环气压缩机填料泄漏；氨预洗塔液泛；其他异常问题；优化改造
［中图分类号］TQ028.1+7 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）01-0062-04
0 引 言
某煤制天然气装置气化系统采用碎煤加压气化工艺，下游配套钴钼系耐硫变换系统、林德十一塔低温甲醇洗系统、戴维甲烷化系统等。碎煤加压气化炉产出的粗煤气中主要含有H2、CO、CO2、CH4，还含有少量的H2S、HCN、COS、烃类物等，为满足甲烷化系统的生产需求，低温甲醇洗系统需通过萃取气提精馏、高压低温吸收、中压闪蒸、低压解吸、氮气气提、加热再生等单元依次脱除变换气中的HCN、烃类物、H2S、COS、CO2等，为甲烷化系统提供硫含量＜0.1×10-6的净化气，同时副产轻烃、CO2产品气和H2S浓度为25%的酸性气。低温甲醇洗系统自原始开车以来，陆续出现了HHC倾析罐温度偏高、甲醇/水/HCN分离塔再沸器堵塞、循环气压缩机填料泄漏、氨预洗塔液泛等问题，后通过实施相应的优化改造，上述问题得到了很好地解决。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
来自变换系统的变换气，进入低温甲醇洗系统洗氨塔脱尘、脱烃、除氨，洗氨塔出口气经原料气换热器降温后进入甲醇洗涤塔，甲醇洗涤塔自下而上分为预洗段、脱硫段、脱碳段，依次脱除变换气中的HCN、烃类物、H2S、COS、CO2等，获得的合格净化气送甲烷化系统。出甲醇洗涤塔脱硫段、脱碳段的甲醇经中压闪蒸后进入CO2解吸塔减压解吸，塔顶产出的CO2产品气经复温水洗后送蓄热式热氧化炉（RTO），出CO2解吸塔的甲醇则依次进入H2S浓缩塔、氮气气提塔产生CO2尾气，CO2尾气经复温水洗后与CO2产品气一起送至RTO进一步处理。出氮气气提塔的甲醇进入热再生塔，经塔底再沸器蒸汽加热精馏再生，脱除其中的H2S、COS，再生后的贫甲醇降温后进入甲醇洗涤塔循环利用。出甲醇洗涤塔预洗段的甲醇进入HHC倾析罐，在HHC倾析罐内以水为萃取剂进行萃取，得到富水甲醇和轻烃，轻烃送罐区，富水甲醇则经气提塔气提后进入甲醇/水/HCN分离塔进行甲醇、水、HCN的分离。
2 HHC倾析罐操作温度偏高
2.1 问题描述
HHC倾析罐主要利用轻烃、甲醇在水中的溶解度、分配系数不同，以水为萃取剂将来自甲醇洗涤塔预洗段的富轻烃甲醇混合物中的甲醇萃取出来，得到富水甲醇和轻烃，轻烃作为副产品送至轻烃储罐外售，富水甲醇则在甲醇/水/HCN分离塔内进行分离，分离出的甲醇送热再生塔，塔底产生的废水送至污水处理系统中间水池。
该低温甲醇系统原始开车运行一段时间后，分析人员在甲醇/水/HCN分离塔塔底废水取样过程中，发现废水中有一层薄薄的油花，因污水处理系统中间水池废水中油含量要求在50 mg/L以下，当时虽未进行油含量分析，但凭经验判断甲醇/水/HCN分离塔塔底废水中的油含量明显高于中间水池废水中的油含量，即此废水中的油含量＞50 mg/L，而废水中油含量升高会影响污水处理系统细菌的活性。车间组织专业技术人员对甲醇/水/HCN分离塔塔底废水含油问题进行分析与研究，发现HHC倾析罐操作温度偏高，开车以来一直维持在60 ℃以上（设计操作温度为43 ℃），严重偏离指标。
2.2 原因分析
富轻烃甲醇来自甲醇洗涤塔预洗段左侧室，其温度为-16.80 ℃，经甲醇过滤器过滤后，通过HHC富甲醇换热器与来自热再生塔顶约96 ℃的甲醇蒸气换热，换热后去往HHC倾析罐混合室。查找HHC倾析罐操作温度偏高原因时发现，HHC富甲醇换热器未设置旁路，富轻烃甲醇换热后温度达70 ℃以上，而来自H2S馏分水洗塔的洗涤水温度超过40 ℃，两者混合后导致HHC倾析罐内的液相温度达60 ℃以上，萃取温度超标且无任何调整手段。HHC倾析罐内操作温度升高后，罐内液体分子热运动加剧，液体分子之间距离增大，相互吸引力减小，界面张力变小，导致其分散相的液滴变得细小，不易合并集聚，严重时会产生乳化现象，难于分层，不利于相界面的产生；同时，HHC倾析罐操作温度偏高还会增大甲醇、水在轻烃中的溶解度，导致轻烃中甲醇、水含量升高，影响轻烃的品质；同理，HHC倾析罐操作温度偏高，富水甲醇中的轻烃含量也会相应增加，造成部分轻烃进入甲醇/水/HCN分离塔中，导致甲醇/水/HCN分离塔塔底废水中出现少量油花。
2.3 优化改造及其效果
在HHC富甲醇换热器之富轻烃甲醇管线进/出口管线上设置旁路，以实现对进HHC倾析罐富轻烃甲醇温度的调控。优化改造后，HHC倾析罐操作温度可稳定控制在43 ℃左右，甲醇/水/HCN分离塔塔底废水中再未出现过油花。
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