1、低温甲醇洗装置甲醇污染分析和控制措施摘 要：低温甲醇洗是一种比较成熟的气体净化工艺，被广泛地应用于工业制氢、合成氨、合成甲醇和其它羰基合成、城市煤气、天然气脱硫等气体净化装置中。在我国主要应用于以煤、渣油为原料的大型合成氨装置。在实际的生产中，经常会出现系统中甲醇遭受污染的情况，造成缠绕式换热器出现换热能力下降、阻力增大的现象，使低温甲醇洗装置出现制冷量不足、系统负荷严重下降、循环量失衡，严重影响生产进行。 关键词：低温甲醇洗 甲醇污染 控制措施 低温甲醇洗装置出现甲醇污染会使装置净化能力下降，影响生产。要解决这个问题，就要深入分析污染成因，并对其加以控制，服务于企业生产。 一、低温甲醇洗简介
2、 上个世纪 50 年代初，德国的两家公司研发出了低温甲醇洗气体净化工艺，这种工艺是将在低温下对酸性气体溶解度极大的甲醇作为吸收溶剂，来净化气体中的酸性气体。该工艺有着选择性好、净化度高特点，并且能将气体的脱硫和脱碳在同一装置中分段、选择性地进行。经过半个多世纪的发展，低温甲醇洗工艺已相当成熟，并各个领域有着广泛的应用。 二、低温甲醇洗的技术发展 根据煤化工行业的原料组成、产品方案和生产规模的不同，其所需要的低温甲醇洗工艺也不相同。我国的大多企业自身研发能力都较弱，在工艺设计上还需要通过和各类院校研究机构、煤化工工程公司和合作，共同开发气体净化系统。 目前国内的低温甲醇洗都是企业和研究院共同开发
3、，比较先进的是惠生工程，其和多个院校合作测定了多组分混合气体在低温甲醇的溶解度数据，并开发出了低温甲醇洗的改性溶剂，在回收低温甲醇洗尾气中甲醇、低温甲醇洗喷淋甲醇再生、低温甲醇洗溶剂改良等方面保持着一定优势。 三、低温甲醇洗脱硫、脱碳技术要点 1.由于甲醇在低温下对于二氧化碳、硫化氢、一硫氧化碳等酸性气体的吸收能力很强，能使装置循环量较小，所需能耗也较少。 2.甲醇的稳定性极高，氧化性弱、不易降解，受温度影响较小。 3.甲醇对二氧化碳的净化浓度可达 10ppm 以下，对硫化氢的净化浓度可达 0.1ppm 以下，净化度很高。 4.溶剂不会起泡。 5.根据不同温度、压强下气体的溶解度不同原理，甲醇
4、可以选择性地吸收二氧化碳、硫化氢、一硫氧化碳等酸性气体，并且可以分开脱除和再生。 6.甲醇的工业造价较低，且容易获得。但是在使用时一定要注意其毒性。 7.低温甲醇洗工艺技术成熟，目前在全世界有近百套大中型工业化装置。但是国内工艺水平有限，需要从国外引进部分低温材料、设备。工程造价较高。 8.低温甲醇洗溶剂在零下 50 摄氏度时吸收酸性气体，含硫酸性气体可用热析出，二氧化碳可用减压方式回收，这种气体再生脱硫方式热耗较低。 综上所述，低温甲醇洗工艺虽然工程造价较高，但其相对于其它同类工艺有着能耗低、净化度高、溶剂价格低、可控性强的优点，是未来气体净化的发展方向。 四、低温甲醇洗技术应用 在煤化工行
5、业内，物理吸收法和化学吸收法是两种比较常用的酸性气体脱除技术，其中应用于较为广泛的物理吸收法更加经济、成熟。低温甲醇洗就是物理吸收法的典型代表。 低温甲醇洗工艺在煤化工领域有着很重要的地位。在煤的液化和气化抽取化工产品过程中，粗合成气中都会含有大量多余的二氧化碳、少量的硫化氢和一硫氧化碳等酸性气体，这些气体会影响生产的正常进行，其中的硫化物还会使下游生产中的触媒中毒，所以必须将其脱除和回收，低温甲醇洗工艺所用的吸收溶剂是冷甲醇，利用其对酸性气体溶解度极大的特点，对原料中的酸性气体进行脱除，从而对气体进行净化，低温甲醇洗是目前竞争力较强、工艺成熟的气体净化工艺，是目前国内外公认的净化度高且经济的
6、技术。 五、低温甲醇洗中的污染物来源 在低温甲醇洗装置运行过程中，会出现缠绕式换热器换热能力下降的现象，在经过分析后确定是系统的甲醇受杂质影响，导致装置内部有沉积的污染物，堵塞了管道，阻碍了系统的甲醇循环。这些污染物可能来自三个方面：低温甲醇洗生产过程自行产生的污染物、系统中的铁化合物、催化剂粉尘。 在对污染原因进行分析时，首先对从低温甲醇洗的前一工段获得气体进行鉴定，测定其携带催化剂的含量，结果发现其中并没有催化剂粉尘。再对污染的甲醇的物理性质进行测定，相比于新鲜甲醇，其性质也没有明显变化。最后再运用先进和电子显微镜对污染物的成分测定后发现，低温甲醇洗装置中的污染物主要是硫化铁，不含有催化剂
7、成分。再用 X 光谱进行测定后，获得稳定的谱图基线，确定污染物主要成分是四硫化三铁，并混合有其它硫化物。在对样品进行加热后检测到四氧化三铁和三氧化二铁，进一步证明了污染物是铁的化合物。 受铁的硫化物的影响，被污染的甲醇溶液虽然在物理性质上未发生较大变化，但是在沉淀分层以后，污染物会与酸性物质反应，形成硫化铁吸附在换热器的管道内部，导致装置的循环受到影响，制冷能力明显下降，从而影响系统负荷，降低工作效率。而如果不对污染物进行清理，硫化铁会进一步与空气、水发生化学反应，形成氢氧化铁和硫酸亚铁等物质，对系统产生更大的影响，甚至导致装置瘫痪。 六、低温甲醇洗污染物成因和处理方法 1.污染物成因 低温甲
8、醇洗的内部工作是要求有严格的隔氧处理的，但在日常维护时，会打开系统的一些通道进行检修，这会导致一部分空气进行系统。而在系统启动时没有请注意加入氮气的纯度，也会使空气混入系统而使系统中的管道、装置被氧化，形成的氧化铁和净化气体中的硫化氢、一硫氧化碳反应，产生铁的硫化物。 2.污染物处理方法 首先要对管道内的粘附污染物进行去除，可以先用人工作业的物理方法进行清除，再用化学方法进行彻底除净。并对整个系统中存在污染物的地方全部进行清理，保证所有的污染物都被除去。其次为了能将粒径为 2um10um 的污染物颗粒彻底支除，要在低温甲醇洗装置的冷却装置前加装精细过滤器，并对装置原有的过滤装置进行改进，换成
9、5um 滤网，可以有效地对从冷却器到收集罐的甲醇进行净化。最后，要对氮气管道进行全面的检查改造，避免空气的混入，从而杜绝设备氧化反应出现。 在用以上方法进行处理后，能有效地防止甲醇污染的发生，使系统恢复正常，特别是加装的滤网能够长久地防止污染物混入甲醇，使系统中的污染物浓度越来越低，直到完全消失，从根本上改善甲醇污染状况。七、应对低温甲醇洗污染方案 1.在对低温甲醇洗装置进行维护和检修时，要做好对水和氧气的隔离工作，避免系统氧化现象发生。 2.低温甲醇洗系统内的铁氧化物可以与硫化氢和水发生反应，会产生铁的硫化物附着于设备表面，因此要在设备的内表面进行防粘贴处理，使污染物不能阻塞管道，而随着甲醇
10、的循环被过滤出来。 3.由于铁的硫化物的粒径都比较小，所在在低温甲醇洗装置中加设滤网时一定要选择高精细度的过滤网，达到过滤效果。 4.在对低温甲醇洗进行清洗时，要使用合理的方式方法，一般要采用局部清洗，对系统的每一个部位进行单独、重点清洗，尽量不要进行整体清洗，这样能够保证清洗的效果。另外在清洗试剂的选择上也要慎重，既要保证清洗效果，又要避免对设备的伤害。 5.对于被告污染的甲醇溶液，可以进行沉降处理后再回收利用，从而节约资源。 八、结语 低温甲醇洗工艺在煤化工产业中应用相当广泛，但是由于大多是进口设备，国内缺乏相关的维护技术，使得甲醇污染严重影响着生产正常进行，这要求国家要加大对于低温甲醇洗工艺提供配套的研发机构，并对管理人才进行培养，从而更好的服务于煤化工行业发展。 参考文献 1张骏驰，郑明峰.低温甲醇洗工艺在中小化肥净化装置中的应用J. 中氮肥，2002（05）. 2张晓军. 低温甲醇洗装置甲醇污染物分析J.大氮肥，2002（03）. 3尹爱存，贺兰云. 两种低温甲醇洗工艺对比J.天然气化工，2011（04）.
