低温甲醇洗装置运行中出现的问题及解决
刘致强，董睿敏，郭晓鹏
（陕西渭河煤化工集团有限责任公司，陕西 渭南714000）
［摘 要］陕西渭河煤化工集团有限责任公司三期400 kt/a甲醇项目合成气净化采用大连理工大学的低温甲醇洗工艺，简述其工艺流程，重点介绍几项为优化装置性能实施的技术改造或处置措施。
［关键词］ 低温甲醇洗；H2S；CO2；甲醇循环量；气动调节阀；循环气压缩机；碳铵结晶
［中图分类号］ TQ 223.12+1 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2015）05-0053-03
陕西渭河煤化工集团有限责任公司（简称渭化集团）三期400 kt/a甲醇项目包括6.5 MPa德士古水煤浆加压气化、低温甲醇洗净化、卡萨利甲醇合成等工序，于2011年3月12日一次试车成功，产出AA级甲醇产品。其中，低温甲醇洗工艺选用大连理工大学具有自主知识产权的专利技术工艺包，已达到国际先进水平。渭化集团三期甲醇项目低温甲醇洗装置经过3 a的运行，已成功解决了多项制约生产的瓶颈问题。以下重点对其中几项具有典型意义的技术改造或处理措施作一介绍。
1 工艺流程简介
渭化集团低温甲醇洗装置变换气的设计处理量为191 043.3 m3/h（干基），操作弹性为50%～110%，同时鉴于甲醇合成工艺不需要大量高纯度CO2，为降低运行费用，故取消了CO2洗涤塔，采用5塔流程（如图1），5塔即甲醇洗涤塔C7601、H2S浓缩塔C7603、甲醇再生塔C7604、甲醇/水分离塔C7605和尾气洗涤塔C7606。
图1低温甲醇洗工艺流程简图
来自5#或6#气化炉的粗煤气经变换后进入低温甲醇洗装置，与来自循环气压缩机K7601的循环气混合后喷淋少量精甲醇，一并进入原料气冷却器E7601壳程，与管程的2股冷物料换热，随后进入1#水分离器V7601；分离后气相进入甲醇洗涤塔C7601下塔，液相去甲醇/水分离塔C7605。在C7601中，粗煤气与-64 ℃的低温甲醇进行逆流传质，最终使气相中的硫化物和CO2含量分别降至0.1×10-6和4%以下，以满足下游甲醇合成工序的要求。吸收硫化物和CO2后的富甲醇，经1#循环气闪蒸罐V7602和2#循环气闪蒸罐V7603的减压闪蒸、H2S浓缩塔C7603的低压N2汽提，最终在甲醇再生塔C7604中进行热再生，实现循环利用。C7604塔顶的再生气在H2S浓度达到25%以上时进入克劳斯硫回收装置，副产高品质硫磺。
2 运行中出现的问题及解决
2.1 甲醇循环量波动大
在低温甲醇洗装置甲醇洗涤塔C7601中，主要通过调节甲醇循环量（FI7605）控制出塔顶净化气的组分，以满足下游甲醇合成工况的要求。同时，循环甲醇与变换气的流量比对低温甲醇洗系统的冷量平衡也产生一定的影响。在5#或6#气化炉单台满负荷运行时，进C7601的变换气流量一般为140 000 m3/h，与其相对应的甲醇循环量为130～140 m3/h，净化气流量为80 000 m3/h。
在低温甲醇洗装置的设计中，进C7601塔顶的循环甲醇管线选用DN300，并安装1套DN200的法兰式气动蝶阀FV7605。然而，由于气动蝶阀的工作特性，甲醇循环量极易发生大幅度波动，尤其在系统开车及加减负荷期间，严重影响了对净化气组分的调整，最终导致甲醇合成工序导气时间延缓或恶化其运行工况。对此，渭化集团在FV7605处设置了1条DN100旁通管线，并配置1套调节灵敏的气动调节阀（HV7610），如图1中A所示。如此改进后，可通过FV7605和HV7610对甲醇循环量进行双重调节，提高了甲醇循环量调节的稳定性和可控性，确保了最终净化气的品质。
图2为技改前后系统正常运行的某24 h内实际甲醇循环量的对比（设计甲醇循环量为135 m3/h）。
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