低温甲醇洗净化气中总硫超标的研究及对策

时间：2024-08-31

国家能源集团宁夏煤制油分公司净化合成厂宁夏银川 750001

低温甲醇洗工艺起源于50年代初的德国，是国际上最经济、净化度较高的脱硫技术。该技术借助甲醇良好的吸收功能，在高压和低温下吸收、去除H2S和CO2、等酸性气体。内部气体脱硫和脱碳工序中，同时在同一列中可被选择性地分段目的，具有电耗量小、蒸汽耗量少、溶剂价格低等明显优势，可以在控制净化气中硫超标问题方面发挥重要作用。

1 净化气中总硫含量的影响因素

低温甲醇洗工艺采用的是物理吸附方法，能够充分发挥对低温甲醇洗的吸收作用，去除掉了其中的酸性气体。依照工艺原理，将影响精华总硫含量的各类因素综合考虑。

1.1 操作压力的影响低温甲醇洗工艺应用过程利用的是操作压力。施加的操作压力越大，呈现的吸收性越好，且H2S和CO2的分压量、吸收效率方面都能产生更好的积极作用，是出装置气体内部改善自身净化效果的重要方式。

1.2 操作温度的影响低温状态下气体的吸收脱除效率较快。甲醇液的温度控制主要采用丙烯酸压缩制冷，甲醇溶解，CO2在闪蒸柱中逐级闪蒸，在低温甲醇洗涤过程中进行N2气体提取..达到降温效果。低温甲醇洗工艺所处环境的温度越低，硫化物就能吸收更多，如果闪蒸塔底部温度可以下降到-58℃，此时的温度贫甲醇会处于-42℃的低温状态。而系统内部的实际冷量不符合规范化要求时，贫甲醇在吸收塔内部会呈现出较高的温度值，系统的吸收性能会逐渐下降，影响了H2S的脱除效率，原料气中仍然会存在大量硫化物，导致总硫含量超出标准值。

1.3 甲醇循环量净化气的有效控制需要注重甲醇循环量的影响性，循环量小，甲醇在H2S吸收作用方面也会下降，H2S不能按照预期设想从气相中完全洗涤，导致硫含量；也可以通过对系统内部增加甲醇循环量的方式，将气液比、吸收动力得到明显提升，为H2S从原料气中完全脱除创造条件。在通常情况下，以万标方气量为单位，具体的循环量会有12t/h-14t/h。

1.4 甲醇再生效果甲醇再生效果在脱除净化气中硫含量方面具有重要作用，低温甲醇洗系统内部能够直接通过3种方式达到甲醇再生。甲醇具有的吸收剂功能，可以溶解H2S和CO2，如果甲醇不能有较好的再生效果时，一定量的CO2和硫化物不能有效排出，循环甲醇不能充分发挥原有的吸收洗涤功能，影响了甲醇的吸收效率。

1.5 甲醇含水量加强低温甲醇洗各项指标的控制，需要注重贫甲醇中的水含量，水含量过多时吸收效果下降，也会腐蚀设备。相较于纯甲醇，甲醇中富含的水有5%的含量时，CO2的溶解性将产生15%的下降量；H2S溶解度也会在统一状态下明显降低。溶液系统内的水含量需要借助甲醇水分离塔，完成甲醇洗涤系统中的水分脱除处理。所以，甲醇分离塔工况能够直接影响到甲醇脱水作用的应用效果。

1.6 系统中的NH3含量洗氨塔如果不能顺利完成洗涤工序要求，甲醇洗系统内的NH3不能完全脱除，逐渐累积下来，导致热再生甲醇会与氨发生作用，(NH4)2S产生，直到其抵达吸收塔顶部时，才能进行分解、排出硫化氢过程，家中净化气中的硫化物含量。

1.7 气提氮气的压力和流量低温甲醇系统在正常生产条件下基本处于稳定状态，甲醇再生效果会在气提氮气压力、流量波动的共同作用下发生变化。如果气提氮气压力、流量发生突发性的波动情况时，要对气体氮气量进行适当调整。

1.8 换热器内漏粗煤气的压力较高，如果粗净煤气换热器从内部出现泄露问题，粗煤气会进入净化气窜动起来，硫含量增大。如果富硫甲醇、贫甲醇换热器都出现泄露问题时，两者会直接混入、融合，增大了净化气中硫元素的总含量。

1.9 吸收塔塔板浮阀脱落如果低温甲醇洗涤系统与粗煤气连接过快，粗煤气会迅速流动于吸收塔内部，造成塔板吹翻，塔板浮阀吹倒等情况，导致系统运行发生短路故障，不能达到与气液之间的有效接触，吸收力和具体的洗涤量都会受到很大限制，使硫含量超标。

2 净化气总硫含量超标问题的应对方法

2.1 注重变换气中氨含量的控制大气中的氨元素会直接影响到硫含量的净化处理。为了实现变换气中氨含量的有效控制，需要将变换气温度控制在35℃以内，在出变换装置中加大洗氨塔的实际洗涤量，进而洗涤清除变换气中的氨，使其降低到20ppm以下，同时在分析变换气的具体情况时加入氨含量的分析内容。

2.2 提高循环甲醇纯度甲醇的纯度能够直接影响到吸收能力。为了提升循环甲醇质量，需要将热再生塔底的温度控制在97℃、操作压力处于0.185MPa，在系统工况长期稳定的状态下，贫甲醇总流量会小于50ppm；加强控制甲醇水塔内部的蒸汽量，使其处于稳定状态，并增大水塔负荷，通过强化脱水的方式，将贫甲醇中的水含量控制在1%以内；新鲜甲醇可在必要时加入系统，从而提升贫甲醇的整体质量。

2.3 对预洗系统送液热再生塔回流液应送入提取草进行处理，在P008泵回流管廊处增加三通及阀门方式至K005塔板清洗液管道取样点阀门..如果吹扫气体是高的硫含量，所述需要将P008-B002的手阀打开一部分，在B002中送入富硫甲醇和含氨甲醇进行再生，确保贫甲醇在系统内的贫度。热再生塔优化设计如图1所示。

2.4 向系统外部排氮氨含量的控制必须从源头抓起，需要积极利用向外部排放氨的方式。热再生塔内的多个管线要分别加入排放点，经过火炬燃烧的有效处理后，氨的对外排放量要尽量限定在系统压力允许范围。