简析低温甲醇洗净化气中硫含量的影响.doc

1、1简析低温甲醇洗净化气中硫含量的影响摘要：加强低温甲醇洗净化气中硫含量的影响的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对低温甲醇洗净化气中硫含量的影响进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词： 甲醇装置 低温甲醇洗工艺 净化气 硫含量 某公司低温甲醇洗装置于 2007 年年底投产，运行工况基本稳定。但近期经常出现净化气中硫含量超标现象，严重影响甲醇生产。经过对全系统排查，对影响净化气硫含量的各种因素进行进一步探讨。 一、工艺流程 变换气经过氨洗涤塔除氨、换热器换热降温至 -20 后进入主洗塔，被贫甲醇洗涤，然后经过换热（ 19 ） 进入后续工段。贫甲醇吸收了CO2，H2S 和 COS

2、后进入中压闪蒸塔（ 1.6 MPa） 闪蒸，闪蒸气通过压缩再循环返回主洗塔。闪蒸后的富液进入再吸收塔，在常压下闪蒸、汽提，实现部分再生； 甲醇富液进入热再生塔利用再沸器中产生的蒸汽进行热再生，完全再生后的贫甲醇经主循环流量泵加压后进入主洗塔。 二、故障原因 经过多次对甲醇装置开车出现的净化气硫含量超标现象进行分析总结，认为可以从设备及工艺等方面查找问题的原因。 1.吸收剂问题 甲醇作为甲醇洗装置的吸收剂有较高的选择性，主要表现在对 H2S 2的吸收要比 CO2 的吸收快好几倍。如果甲醇吸收剂的纯度及质量不能得到保证，会直接影响吸收效果，导致 H2S 含量超标。 1.1 甲醇再生是否合格 甲醇的

3、再生主要集中在热再生塔，热再生塔塔底温度必须稳定维持在 99104 之间，塔顶温度85 ，才能保证甲醇成分 H2S 含量小于5 10-6，保证甲醇在热再生塔的蒸发量符合工艺指标。 1.2 甲醇中颗粒物 由于系统有 H2S 的存在，开停车过程中，设备、管道内不可避免地存在部分颗粒物及其他杂质，如硫化亚铁、羰基铁以及从煤气化工序带来的煤粉和变换工段带来的催化剂粉尘。在开车过程中，净化气 H2S 含量超标，达到 2 10-6，热再生塔塔底贫甲醇分析结果悬浮物为 13.48 mg / L，色度为 8#。经过对系统中 2 台过滤器切换、清理，甲醇的色度有明显好转，悬浮物下降为 2.5 mg / L，净化

4、气硫含量分析合格，由此证明，甲醇吸收溶液里面颗粒物存在，直接影响到气液的有效接触，降低了甲醇的吸收能力。 1.3 系统串液问题 污甲醇槽的废液来自系统中各个导淋，其水含量和 H2S 含量偏高，如果在输送至甲醇/水分离塔的过程中，由于阀门内漏或关闭不严而进入了贫甲醇槽，会导致循环甲醇品质恶化。 1.4 甲醇纯度问题 甲醇的纯度对其吸收能力有很大的影响。其中水含量是影响吸收剂纯度主要的因素，当甲醇中含有水分时，甲醇吸收能力将会下降。系统3初次开车净化气 H2S 含量超标，H2S+ COS 含量达到 14 10-6，贫甲醇取样分析结果为 H2S 含量 12810-6，水含量 6%，经对贫甲醇槽内贫甲

5、醇重新更换后开车，在较短时间内硫含量达到指标要求。由于甲醇洗涤塔对 H2S 的吸收在下段，水含量高不影响 H2S 超标，但贫甲醇中的 H2S 含量过高，在甲醇洗涤塔顶部解析，直接进入净化气，这是工艺气中 H2S 含量超标的重要原因。 三、净化气中硫含量影响因素分析 1.循环甲醇温度 温度越低，溶解度越大，所以较低的贫甲醇温度是操作的目标（ 系统贫甲醇温度为-50 ） 。该低温甲醇洗装置由 1 套丙烯制冷系统提供冷量，用尾气的闪蒸带来的冷量达到所需要的操作温度。影响循环甲醇温度的主要因素有： 热再生塔塔底蒸汽、丙烯制冷系统补充冷量、再吸收塔塔底温度以及循环甲醇的流量与变换气流量比例。目前，进入主

6、洗塔的贫甲醇的温度只能降至约-40 ，与原运行值相比，上升了 10 左右。经排查，将目标锁定在再吸收塔。根据最近一段时间的运行数据，该塔的其他工况并未改变。利用系统大修的机会，对再吸收塔进行了拆检，发现填料和塔盘上附着了大量的污泥（ 经取样分析，其成分主要为铁氧化物、煤泥等） ，使甲醇不能在塔内均匀分布，严重影响了闪蒸效果。经对填料和塔盘彻底清洗后，塔底温度恢复正常。为了彻底解决产生污泥的问题，对系统进行了优化。系统优化工艺流程见图 1。 上、下两路各 2 台分离器（ 1 开 1 备） ，分离器上部安装 3 层丝网除沫器，用来清除污泥，根据压差计（ Pd2260 和 Pd2261） 来反4映分

7、离器内的污泥量。当压差达到 90 kPa 时，可切换到备用分离器，拆下丝网除沫器进行清理，操作非常方便。中压闪蒸塔与再吸收塔的压差较小，流体流速小，所以该分离器安装在中压闪蒸塔与再吸收塔之间，而没有设置在主洗塔和中压闪蒸塔之间，可以更有效地除掉污泥。 2.补充循环甲醇 甲醇会因为净化气雾沫夹带、闪蒸、热再生、水分离及排含氨甲醇等因素造成损耗，所以必须定期向系统内进行补充。最近发现： 当向系统内补充甲醇时，净化气中硫含量会明显升高，甚至超标。一般，补充的都是成品精甲醇，质量完全可以保证，所以，补充甲醇后，系统的吸收效果应该更好，原运行时也的确如此。为此，对系统进行了全面排查。补液流程如下： 来自

8、于甲醇贮罐的成品精甲醇暂时存放在临时贮槽内，系统需要补液时开启补液泵，直接将精甲醇输送到再生塔的热再生段，与系统内的贫甲醇混合。经过对系统的全面排查后发现： 当补液时，贫液泵出口的贫甲醇中硫含量明显升高。对补液流程进行了更进一步分析，影响再生效果的因素有： 补充的精甲醇纯度； 再生塔塔底蒸汽的用量； 再生塔热再生段的压力，正常为 0. 22MPa 左右； 再生塔热再生段的温度，正常为 85 左右； 酸性气体的体积分数，正常为32% 。经过对以上几个因素更进一步排查，发现酸性气体积分数只有 23%，这就是根源所在。 原设计补液流程： 补液泵出口连接在甲醇水分离塔中上部的回流管线上，然后甲醇蒸气从

9、塔顶进入再生塔的热再生段。为保持甲醇水分离塔的液位，甲醇回流阀必须减小开度，由补充的精甲醇代替一部分回流5甲醇； 由于补充的精甲醇温度较低，会有一部分甲醇从塔底进入甲醇洗涤塔，被尾气夹带排入大气，造成甲醇损耗量大。为了解决此问题，将补液口改至再生塔的热再生段的虹吸管上，结果使这部分温度较低的甲醇变成了再洗甲醇，将再生出的部分 H2S 和 COS 重新洗涤回去，导致再生不合格。为了验证此结论，提高再生段温度后，贫甲醇中硫含量明显降低； 但温度提高，意味着酸性气体中的甲醇夹带量也增多，会给克劳斯硫回收工段造成难以承受的负担，仍无法满足正常生产的需要。为了解决此问题，继续对补液流程进行了优化。经多次

10、试验，将补液口移到热再生段底部、与贫液泵的入口齐平的位置。既解决了甲醇损耗问题，又不会影响热再生效果。 四、结语 影响净化气中硫含量的因素还有很多，诸如系统压力、循环量、贫甲醇中的水含量、变换气指标等，但这些都是容易想到的，且都可以通过调节系统指标解决，往往有一些隐藏因素是不易想到的，这些需要对全系统进行认真仔细排查，绝不能放过任何异常指标。 参考文献 1顾英. 粉煤气化工中酸性气体脱除方案的选择J. 石化技术与应用，2004. 22，452 -455. 2李旭光，周永涛. 低温甲醇洗净煤气硫含量超标浅析J. 化学工程师，2010， （ 6） ： 51 -52. 3丁武松，尚乃明. 低温甲醇洗高负荷稳定运行操作条件探讨J. 中氮肥，2003， （ 6） ： 41 -45