山西焦化股份有限公司20万t/a甲醇项目甲醇合成工序采用“焦炉气转化气配水煤气净化气合成甲醇”。装置自2008年6月份建成投产后，运行中陆续暴露出许多问题，制约着系统的长周期、安全、稳定运行。主要表现为：水煤气常压湿法脱硫塔阻力增长快及溶液管道腐蚀严重；3BCL459合成气压缩机转子结垢、隔板束锈蚀严重；甲醇合成塔下段反应效果差等。通过对问题的进一步分析研究并采取有效对策，使工艺不断得到改进、操作不断得到改善，生产系统逐步达到稳定运行状态。以下将近年来我公司甲醇装置生产中遇到的主要问题及采取的对策措施进行总结，以供同行参考借鉴。
1.常压湿法脱硫塔阻力增长快及溶液管道腐蚀严重
原因一：水煤气脱硫塔入口煤气温度高。由于原始设计水煤气鼓风机后没有冷却设备，经鼓风机加压后的煤气直接进入脱硫塔，夏季鼓风机出口（即水煤气脱硫塔入口）煤气温度高达75 ℃，高温煤气进入脱硫塔内，与脱硫溶液接触后导致脱硫溶液温度升高，虽然通过再生槽盘管、贫液槽盘管内通入冷却水冷却，但溶液温度仍然达50 ℃以上，导致溶液系统中富盐含量增长速度过快（特别是Na2SO4含量，超过60 g/L的指标），造成脱硫塔阻力增大、管道腐蚀加快、脱硫塔下部填料堵塞严重、塔内气液偏流等问题，影响脱硫效果。
对策措施：在鼓风机出口（脱硫塔入口）增加1台冷却洗气塔，一是起到对进入脱硫塔煤气冷却降温的作用，二是起到对水煤气中灰尘进一步脱除的目的，从而减小脱硫塔填料堵塞的几率，降低脱硫塔阻力。
原因二：水煤气鼓风机原始选型打气量为24000 m3/h，共3台，当生产达满负荷时为两开一备，即2台鼓风机打气总量为48000 m3/h，而实际生产系统处理水煤气量最大约30000 m3/h，加之约18000 m3/h的水煤气通过湿法脱硫后回到鼓风机入口循环加压升温、循环脱硫，实际通过水煤气脱硫塔的气量达48000 m3/h，与系统30000 m3/h的处理气量相比，水煤气通过脱硫塔内的气速大很多，这也是造成脱硫塔阻力增长较快的另一原因。
对策措施：更换1台小鼓风机，小鼓风机打气量控制在15000 m3/h以下，升压与原鼓风机相匹配，通过开一大一小2台鼓风机满足甲醇生产系统满负荷运行的需要，这样可减少通过脱硫塔水煤气量约10000 m3/h，从而降低水煤气通过脱硫塔的气速与塔内阻力，使溶液顺利通过脱硫塔。
原因三：生产中要求湿法脱硫溶液中Na2SO4含量≤60 g/L（指标值），而实际运行过程中很难保证控制在指标范围内，一般运行值在50～80 g/L，由于SO42-是具有较高氧化还原电位的自由基(E0=2.5～3.1 V)，Fe→Fe2+时标准电位为-0.44 V，且原设计脱硫溶液管道材质均为普通碳钢，溶液管道电化学腐蚀严重，自2008年投产运行至2015年，溶液管道漏点频现，多次因消漏导致系统减负荷或停车。
对策措施：①加强溶液置换，增大溶液外送提盐处理，以降低溶液中的Na2SO4含量；②利用停车机会逐步逐段更换溶液管道为不锈钢材质，最终将溶液管道全部更换为不锈钢材质（目前山西焦化20万t/a改扩建项目等许多湿法脱硫系统原始设计溶液管道均已为不锈钢材质）。
2.合成气压缩机转子结垢、隔板束锈蚀严重
原因一：根据进入3BCL459合成气压缩机的3种气体（焦炉气、水煤气、氢气）管道导淋排放情况分析，水煤气过滤器导淋每小时排水1次，水比较多，其他导淋基本没有水排出，判断入机组气体中的水主要为水煤气带入，原因是通过多次改造后目前催化剂使用要求在一定湿度条件下才具有活性，当蒸汽配入水煤气中后，接近饱和湿度的水煤气只经过一级分离水后就进入了联合机，当水煤气与转化气混合后，水分更难以分离（压缩机厂房外U形弯导淋排放一般均为气）。
对策措施：①在水煤气精脱硫出工段（即联合机入口水煤气管道）增设1台冷却器及1台分离器；②降低水煤气精脱硫出工段水煤气的温度，以增加一级分离去除水煤气系统所带 的水分，从根源上减少进入联合机的水分。
原因二：3BCL459合成气压缩机一段出口、二段出口加压冷却后，没有单独设置分离器，只是在冷却器内增设一挡板进行分离，导致一段（二段）出口一些游离水不能及时分离排出，造成二段（三段）入口隔板束锈蚀最严重。
对策措施：在3BCL459合成气压缩机一段出口、二段出口各增加1台气水分离器，以分离合成气压缩机加压冷却后的游离水，减少二段、三段入口气体中的水含量。
3.甲醇合成塔下段反应效果差，影响粗甲醇的产率
原因：合成塔是合成气合成甲醇的反应器，甲醇反应效率的高低直接影响着系统甲醇产量与质量，山西焦化20万t/a甲醇装置采用的合成塔塔型为复合水冷式，分为上、下2段，上段为列管式，下段为盘管式，进入合成塔的原料气从上至下先经上段反应后再经下段反应合成粗甲醇，2008年投产至今甲醇合成塔内催化剂更换过2次，甲醇合成塔上段装催化剂34 m3，下段装催化剂26 m3，在催化剂作用下甲醇合成反应为放热反应，反应进行程度可从各段对应的产热量来体现，从正常生产过程中采集的数据能看到，上段反应器产汽量一般在13～16 t/h，下段产蒸汽量只有1～3 t/h，上段产汽量远高于下段，说明下段反应器反应效果不佳；另外，从合成塔弛放气中CO、CO2含量的分析数据也可以看出，弛放气中CO、CO2含量在6%～8%，说明甲醇合成反应整体单程转化率低，从而严重影响了粗甲醇的产率。
对策措施：①进一步优化进入合成塔的原料气成分，在严格控制H/C在2.15～2.25区间的同时，摸索焦炉转化气、水煤气、氢气3种气体的最佳配比；②利用合成塔进入下段的冷激副线开度调整进入上、下段反应段的气体比例，尽可能充分利用下段催化剂的活性，使转化效率最大化；③经过理论分析与实际考察，决定对当前合成塔上、下段反应器的串联结构进行改进，即在合成气压缩机后增加1台甲醇合成塔与现有合成塔并联使用，以提高甲醇合成的单程转化率，使弛放气中CO、CO2含量降到4%以下，从而提高甲醇合成产率，创造更大的经济效益。
（山西焦化 王丽平）