李俊杰
（新乡中新化工有限责任公司，河南 新乡453800）
［摘 要］低温甲醇洗系统作为现代煤化工装置的气体净化单元，具有工艺流程长、换热器及机泵多等特点，生产过程中强刺激性气味气体H2S、NH3环保管控难度大，尤其是系统内换热器内漏工艺交出处理时环保管控难度更大；同时，系统运行质量的好坏不仅直接影响着主装置的运行效率，在环保形势日趋严峻的今天，还关系着企业的生存与发展。因此，低温甲醇洗系统换热器内漏工艺交出处理时的环保管控及系统环保升级改造显得尤为重要。新乡中新化工有限责任公司300 kt/a甲醇装置和200 kt/a乙二醇装置净化单元之低温甲醇洗系统，通过工艺交出处理时的环保管控，成功解决了系统氨冷器、贫/富甲醇换热器内漏时查漏消漏面临的环保问题，并通过对低温甲醇洗系统实施一系列的设备设施环保升级改造和工艺路线优化，生产现场异味得到有效控制，实时排放监测数据优于同类装置，确保了低温甲醇洗系统的安、稳、长、满、优运行。
［关键词］低温甲醇洗系统；氨冷器内漏；贫/富甲醇换热器内漏；工艺交出处理；环保管控；环保升级改造；工艺路线优化
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）03-0047-04
0 引 言
大中型煤制甲醇装置中，气化系统所产粗煤气经变换后需送往低温甲醇洗系统净化（所需冷量来自冰机——冷冻站），这是由于变换气中含有大量的CO2、H2S和有机硫、HCN以及煤泥、催化剂粉尘等杂质，其中的硫化物、HCN等杂质带入甲醇合成系统会导致甲醇合成催化剂活性降低或永久失活，因此变换气中的有害气体杂质必须有效去除。实际生产过程中，由于低温甲醇洗系统存在换热器内漏、异味逃逸、尾气放空中总烃含量超标等问题，易给甲醇装置的运行带来了不小的困扰。
低温甲醇洗系统作为现代煤化工装置的气体净化单元，具有工艺流程长、换热器及机泵多等特点，变换气中的CO2、H2S等杂质气体被甲醇吸收、减压闪蒸、热再生等处理后循环使用，在此过程中，强刺激性气味的H2S、NH3随之被浓缩，环保管控难度倍增，尤其是系统内换热器内漏工艺交出处理时环保管控难度更大；同时，系统内设备设施运行质量的好坏不仅直接影响着主装置的运行效率，在环保形势日趋严峻的今天，还关系着企业的生存与发展。因此，低温甲醇洗系统换热器内漏工艺交出处理时的环保管控和系统环保升级改造显得尤为重要。
1 低温甲醇洗系统工艺流程简述
新乡中新化工有限责任公司（简称中新化工）为河南能源化工集团的全资子公司，其主生产装置为300 kt/a甲醇装置和200 kt/a乙二醇装置，气化系统采用航天粉煤加压气化工艺，配套净化系统采用低水气比变换工艺和低温甲醇洗工艺——低温甲醇洗系统采用的是大连理工大学的七塔工艺。
变换气分成两路进入低温甲醇洗系统，一路依次进入原料气/净化气换热器（EA2201）、原料气/CO2产品气换热器（EA2216）换热，再经原料气氨冷器（EC2201）冷却后，在变换气分离器（V2201）中分离出其中的液相后进入原料气/净化气/CO2产品气换热器（EA2202）中冷却；另一路经原料气/净化气换热器（EA2219）冷却后与上一路原料气汇合进入H2S/CO2吸收塔（C2201），进行H2S和CO2的脱除。吸收了H2S和CO2的富甲醇送至中压闪蒸塔（C2203）上、下塔，闪蒸后的甲醇再分别进入气提/CO2解吸塔（C2204）的上段和下段进行解吸和气提，气提/CO2解吸塔（C2204）顶部分别得到CO2产品气和尾气，CO2产品气加压后送往气化系统作为粉煤输送载气，尾气经洗涤后一部分通过锅炉烟囱排放，一部分用作纯碱生产原料；气提后的富H2S甲醇溶液送入热再生塔（C2205）进行热再生，热再生得到的酸性气送往硫回收系统生产硫磺，再生后的甲醇则返回H2S/CO2吸收塔（C2201）作为吸收剂循环使用。
2 低温甲醇洗系统换热器内漏的影响
2.1 氨冷器内漏对系统的影响
以实际生产中氨冷器内漏事件为例，中新化工在2014年更换了H2S/CO2吸收塔进料氨冷器（EC2202）管束，2018年5月更换了富CO2氨冷器（EC2203）、闪蒸甲醇氨冷器（EC2206）管束，更换时上述氨冷器管束材质均由低温钢改为了不锈钢；2021年3月低温甲醇洗系统净化气总硫超标，严重影响系统的运行质量，系统被迫停车；水压试验查漏时，富CO2氨冷器（EC2203）共查出明显漏点5处。经分析，低温甲醇洗系统氨冷器泄漏后，富CO2甲醇泄漏至氨侧，富CO2甲醇中的CO2气直接闪蒸出来，一部分CO2与NH3反应生成碳铵结晶附着在换热器列管壁上，影响氨冷器的换热效果，另一部分CO2随气相附着在氨冰机一段入口过滤器丝网上，堵塞过滤器，影响氨冰机的负荷，氨冷器和氨冰机两方面的问题造成低温甲醇洗系统甲醇循环量越来越大、吸收甲醇的温度越来越高、净化气中CO2含量越来越高，进而导致酸性气量下降、贫甲醇质量下降、净化气总硫超标，严重影响系统的运行质量，最终导致系统被迫停车。
2021年3月对富CO2氨冷器（EC2203）进行了消漏，消漏后EC2203的运行数据见表1。可以看出，EC2203消漏后，初期运行状况良好，但随着运行时间的延长，虽然通过排污的方式能够有效遏制氨冷器液氨中的甲醇浓度和氨冰机一段入口气带液的情况，但氨冰机一段入口过滤器前后压差在逐渐变大，EC2203换热效果也在持续变差。
更多内容详见《中氮肥》2022年第3期