淺析低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫高原因

張志強

摘 要：在低溫高壓環境下，應用低溫甲醇洗工藝，吸收劑選用甲醇，對原料中包含的二氧化碳和硫化氫等物質進行脫出，以保障下游工段凈化氣質量的合格性，這一工藝對氣體凈化的程度較高，具有極佳的選擇性，可在同一塔分段內進行氣體脫碳和脫硫干預，以此開展具有選擇性的脫硫干預。在氣體凈化裝置（天然氣脫硫裝置、工業制氫裝置、城市煤氣裝置、合成甲醇裝置及合成氨裝置）中均廣泛應用了低溫甲醇洗工藝，當前我國煤化工裝置中也廣泛應用這一技術進行生產。本文就低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫高原因展開論述分析。

關鍵詞：低溫甲醇洗裝置;凈化氣;總硫;原因

低溫甲醇洗工藝工作原理為在低溫情況下，依靠甲醇對酸性氣體（二氧化碳、硫化氫、羰基硫）中各組分溶解度的不同，以此進行選擇性的吸收，再對變換氣中的酸性氣體進行分步脫除，這一工藝流程屬于物理吸收的主要形式，在吸收酸性氣體后的甲醇，可依靠壓力降低、氮氣氣提及加熱、再生后釋放硫化氫、二氧化碳及羰基硫等氣體[1]，使甲醇再生成貧甲醇，以此循環應用，將所形成的酸性氣體送往硫回收裝置進行回收和有效處理，但是總硫水平較高問題屬于低溫甲醇洗裝置凈化的主要問題，所以必須依靠技術改造及工藝調整形式進行該問題解決。

1 低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫含量的影響因素

1.1 吸收塔塔板傾斜、浮閥脫落

若是低溫甲醇洗工藝應用過程中，系統接變換氣過程中速度過快，變換氣在吸收塔內部流動速度也會隨之提升，極易導致塔板被吹翻，也極易發生浮閥吹落現象，直接導致液體短路幾率的提升，影響氣液的正常接觸，降低吸收洗滌的效率，導致凈化氣總硫超過預定標準。

1.2 換熱器內漏

凈化氣的壓力低于變換氣壓力，若是凈化氣深冷器產生內漏情況，將直接導致凈化氣內部竄入變換氣，導致出口凈化氣的含硫量升高;發生貧/富甲醇換熱器內漏情況，將直接導致貧甲醇之中混合富硫甲醇，吸收能力下降，誘發凈化氣中硫含量的升高。

1.3 氣提氮氣流量

在常規生產狀況下，低溫甲醇洗系統運行極為穩定，甲醇的再生會受到氣提氮氣流量的極大影響，若是硫化氫濃縮塔的氣提氮流量偏小，則會導致熱再生塔負荷增大，再生效果下降，貧甲醇吸收能力下降，進而誘發硫含量升高表現[2]。

1.4 NH3的影響

在洗滌過程中，若是氨洗塔的洗滌效果不好，在NH3進入到甲醇洗系統以后，將很難進行脫除干凈，且隨著其累積量的提升，在熱再生過程中，氨會形成（NH3）2S，待吸收塔頂部接收到熱再生過來的貧甲醇時，（NH3）2S會再次分解，并釋放出大量的硫化氫，向凈化氣中揮發，以此形成硫化物超標情況。

1.5 甲醇含水量

貧甲醇之中的含水量屬于在低溫甲醇洗工藝應用過程中的重點內容，若是甲醇中含水量較高，將對硫化氫氣體的吸收效果產生不良影響，甚至會導致嚴重的設備腐蝕，甲醇中的含水量一旦超過5%，將直接誘發二氧化碳溶解度比例在純甲醇中下降的情況，其溶解度的下降比例約為15%，其中硫化氫的溶解度也會不斷降低，通過甲醇水分離塔形式對溶液系統中的含水量進行控制，甲醇內水分的脫除大都是依靠甲醇水分離塔進行脫除，可見，甲醇水分離塔的運行情況將直接對甲醇的脫水效果產生嚴重不良影響，進一步對硫含量產生不良影響[3]。

1.6 甲醇再生效果

甲醇再生效果下降將對凈化氣中總硫含量產生不利影響，在低溫甲醇洗系統之中，可依靠加熱、氮氣氣提及閃蒸方式完成甲醇的再生，甲醇屬于吸收劑的一種，由于其已經對硫化氫及二氧化碳等氣體產生了溶解效果，若是其再生作用較差，將影響硫化物及二氧化碳的釋放率，導致循環甲醇吸收洗滌能力不斷降低，影響吸收效果。

1.7 甲醇循環量

甲醇循環量是對凈化氣中的總硫含量進行控制的主要變量，循環量若是過小，將直接導致硫化氫被甲醇的吸收量的降低，影響硫化氫在氣相中的洗滌效果，導致總硫超標。適當對系統中甲醇的循環量進行增加，會在一定程度上增加液氣比，導致吸收推動力的提升，影響硫化氫在原料氣中的脫除效果，在常規情況下，氣量在一萬標方情況下，甲醇的循環量應維持在13m3～14m3之間。

1.8 操作溫度

低溫會在一定程度上提升氣體吸收脫除效率，低溫甲醇洗工段冷量的主要來源為丙烯汽化制冷，吸收了二氧化碳的甲醇再經過降壓閃蒸，吸收熱量，甲醇溫度大幅下降，再經過氮氣的氣提，甲醇溫度會進一步降低，溫度越低，硫化物的吸收越有效。硫化氫濃縮塔的甲醇可達到-60℃，在進入吸收塔以后的貧甲醇溫度能夠控制在-47℃，若是系統冷量未達到對應標準，將直接誘發貧甲醇進入吸收塔后的溫度升高，影響硫化氫的吸收效果，導致總硫超過預定標準。

2 硫化物超標因素分析

低溫甲醇洗裝置的操作壓力大都控制在3.2-3.4MPa，操作過程中，溫度應控制在-50℃～-43℃之間，在這一工藝條件下，甲醇中溶解硫化氫的含量比較高，極易產生脫除效果，這一裝置在運行前的六個月，吸收塔凈化氣中硫含量大都在0.1×10-6以下，滿足硫化物檢驗標準。而一旦出現凈化氣中總硫超標的情況，實際操作過程中，必須促進循環甲醇用量的提升。在進入低溫甲醇洗系統后，氨并不能在熱再生過程中完全脫除，其會不斷在系統中積累，導致循環甲醇之中所包含的氨含量不斷升高，氨含量的升高將直接導致凈化氣中所包含的硫含量超過規定標準。

3 預防硫化物超標的方法

第一，需要對丙烯制冷裝置的操作水平進行提升，注意對前后工段進行聯系與溝通;第二，需要對氣提系統進行監測，以確保氣提氮氣的流量和壓力水平的正常，對硫化氫濃縮塔的壓力進行控制，使其維持在常壓狀態下，不斷提升對二氧化碳閃蒸效果，以盡可能的降低甲醇的溫度，提升甲醇吸收硫化氫的效率。第三，需要依據比例對甲醇的循環量進行增加，以保障液氣比的合理性，以此促進硫化氫的吸收力度的提升。第四，必須對甲醇水分離塔及熱再生塔的操作進行優化處理，以促進甲醇再生效果的提升。第五，在系統中接入變換氣以后，必須對加負荷速率進行控制，對換熱器的管殼程壓差進行把控，在泄壓或者接氣過程中不能過快，以降低塔盤浮閥脫落的可能性，降低換熱器管殼程壓差過大情況，對設備進行保護。第六，需要進行加水洗塔操作，以確保水洗效果的合理性，對NH3的含量進行有效控制。第七，可通過適當提高熱再生塔的溫度，促進甲醇熱再生塔塔頂酸性氣體排放量的增加，以此幫助氨同酸性氣體向硫回收裝置中排放，并進行燃燒處理。在熱再生塔回流罐處，進行排氨點的設計，待甲醇中所包含的氨含量達到一定數值以后，將含氨甲醇向廢甲醇罐中排放。

4 結束語

凈化氣中的總硫含量一旦超過對應標準，將直接對甲醇的生產產生不利影響，誘發催化劑中毒情況，對催化劑的應用壽命產生降低效果，對甲醇裝置的正常生產產生負面效果，所以必須針對低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫高原因進行分析，并采取針對性措施進行解決，以保障甲醇的正常生產，確?？偭蚝糠蠘藴?。

參考文獻：

[1]張雷.煤制油低溫甲醇洗裝置凈化氣總硫超標原因分析及對策[J].石油化工應用，2019，38（11）：116-118+124.

[2]劉才波，夏艷杰.低溫甲醇洗凈化氣總硫含量超標的原因分析及解決措施[J].氣體凈化，2018，18（（03）：49-50.

[3]張建超.低溫甲醇洗凈化氣中總硫含量超標的原因及應對措施[J].氣體凈化，2019，19（01）：30-31.