鲁奇低温甲醇洗粗煤气冷却系统堵塞原因分析

鲁奇低温甲醇洗粗煤气冷却系统堵塞原因分析

殷廷鹏

新疆广汇新能源有限公司 新疆 哈密 839300

摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，某公司酸性气体脱除采用鲁奇低温甲醇洗工艺，针对该工艺在前期运行过程中经常发生的粗煤气冷却系统堵塞问题，分析其原因并提出了相应的解决措施。

关键词：低温甲醇洗；喷淋甲醇；粗煤气冷却；碳铵结晶；堵塞

引言

低温甲醇洗这一项技艺主打的作用是节能环保，目前国内外主要将其应用到煤的脱硫、天然气的净化之中去。煤以及天然气燃烧的过程中会产生二氧化碳，这是人尽皆知的。但是刚刚开采出的煤以及天然气本身还带有其他的化学物质，就比如说硫元素，一经燃烧，就会产生二氧化硫等有害气体。因而，刚刚开采出来的煤炭石油等的应用必须经过脱硫处理。而这项工作并不是那么简单的，至今依然是一项难题。而低温甲醇洗这项技术相较其他的技术能够比较直接地且简洁地解决这个问题。

1低温甲醇洗技术优势分析

低温甲醇洗技术的原理是物理吸收。温度在零下60度时，以甲醇为溶剂来吸收气体中的硫化氢、二氧化碳和二氧化硫等酸性气体，达到净化气体的目的。甲醇可通过氮气汽提塔或者闪蒸等方式再生富甲醇，循环到装置中，最后甲醇可回收再循环。低温甲醇洗技术相比其他气体净化技术具有很大优势。具体表现为①选择性好，低温甲醇洗技术在工业应用时能选择性的吸收气体中的二氧化碳和硫化氢，且能在同一个塔中进行。②吸收效率高，在适当的压力和温度下，甲醇溶液能最大程度的吸收二氧化碳和二氧化硫，且吸收速度快，净化能力强，其吸收效率比其他吸收剂高很多。同时吸收后的二氧化碳气体在解吸后生产尿素，硫化氢能生产硫酸或者硫酸。③生产装置安全性好，甲醇具有受热稳定，化学性质强，生产吸收过程中溶液不会因为受热而气泡，能保证装置稳定生产。④操作费用低，甲醇是一种厂家化学品，比较容易获得且价格便宜，酸性低，毒性小，腐蚀性小，设备维护成本低；另甲醇在低温下能再生富甲醇，提供冷却介质，节省循环甲醇量。综上所述，甲醇在适当条件下作为吸收剂的甲醇低温洗工艺流程运行稳定，净化尾气，原材料便宜易得，能回收再利用，污染小，生产中能产生富甲醇节约能源，虽设备投入成本高，但维护费用低，既经济又环保，故甲醇低温洗技术能广泛应用在气体净化领域。

2实际应用

2.1制造甲醇

现如今，甲醇在工业建设中得到广泛应用。事实上，市面上的甲醇都是已经加工完成的成品甲醇。而未经过加工的甲醇则是由煤与其他的物质进行化学反应得来的。至于为什么花费这么多的时间精力来制造甲醇，自然是因为甲醇可以合成其他的建筑用料。由煤与其他物质化学反应得到甲醇，再由甲醇得到建筑过程中要用到的建筑材料，然后进行加工建筑。十分有趣的是，由煤的化学反应得到甲醇，然后甲醇还会反应用到煤的脱硫中，这实现了资源的利用与回收。

2.2低温甲醇洗工艺的吸收溶剂

低温甲醇洗技术以甲醇作为溶剂，相对于其他脱硫脱碳工艺所使用的溶剂具有吸收能力强、比热大、选择性好、净化度高、热稳定性和化学稳定性好、价格便宜且易得等优势:(1)溶解度大，能选择性吸收，净化度高。在－20～－70℃的低温状态下，甲醇溶液不仅对原料气中CO2、H2S、COS、NH3、芳香烃、HCN等气体杂质的溶解度特别大，对CO、H2的溶解度极低，能将气体中的总硫含量降至0.1μL/L以下，CO2降低到10μL/L以下。而且同等条件下，甲醇溶液对各类气体组分的溶解度也各不一样。H2S在－40℃的甲醇溶液中的溶解度是CO2的6倍，COS的溶解度是CO2的3.6倍，因此能在同一个塔内将酸性气体杂质进行分段吸收，极大地缩短工艺流程。(2)热稳定性和化学稳定性好。使用过程中主要表现在设备不容易被降解、不起泡、不氧化以及对设备具有较小的腐蚀性，可以实现对设备投资的节省。(3)沸点较低，能耗低，溶剂再生效果好，操作成本低。通过减压、气提、加热等物理方法就能实现对甲醇溶剂的再生，而且甲醇的沸点较低，为64.7℃，只需要用少量的蒸汽就能将溶液中溶解的气体组分解吸出来，不仅能降低蒸汽的用量，节约成本，而且再生出来的溶剂纯度高。与其他工艺相比，虽然一次性投资费用较高，但运行期间能耗少，操作费用低。(4)甲醇价格相对于其他工艺所用的溶液价格较低，且来源较为广泛，容易购买。

2.3煤制天然气工艺

煤制天然气的研究工作是国家的重点工程，是国家煤化工的重点需要攻克的难题。煤制天然气会合成较高的数值，工艺简单同时制成工艺相对成熟，大力发展煤制天然气对全国能源的稳定具有非常积极的作用，同时可以在一定程度有效上缓解大气污染的问题。煤气化制造天然气的工艺的原料是煤炭，水煤浆经过加压气化后制成粗糙的煤气，低温条件下甲醇的制取装置将酸性气体去除，再进入合成单元合成天然气。在煤田中，采煤后直接合成天然气输送到最近的天然气管网，通过专业化处理将天然气运送至终端用户，这种方式可以高效使用天然气，可以将媒体变成清洁能源。

3低温甲醇洗技术优势分析

低温甲醇洗技术的原理是物理吸收。温度在零下 60 度时，以甲醇为溶剂来吸收气体中的硫化氢、二氧化碳和二氧化硫等酸性气体，达到净化气体的目的。甲醇可通过氮气汽提塔或者闪蒸等方式再生富甲醇，循环到装置中，最后甲醇可回收再循环。低温甲醇洗技术相比其他气体净化技术具有很大优势。具体表现为①选择性好，低温甲醇洗技术在工业应用时能选择性的吸收气体中的二氧化碳和硫化氢，且能在同一个塔中进行。②吸收效率高，在适当的压力和温度下，甲醇溶液能最大程度的吸收二氧化碳和二氧化硫，且吸收速度快，净化能力强，其吸收效率比其他吸收剂高很多。同时吸收后的二氧化碳气体在解吸后生产尿素，硫化氢能生产硫酸或者硫酸。③生产装置安全性好，甲醇具有受热稳定，化学性质强，生产吸收过程中溶液不会因为受热而气泡，能保证装置稳定生产。④操作费用低，甲醇是一种厂家化学品，比较容易获得且价格便宜，酸性低，毒性小，腐蚀性小，设备维护成本低；另甲醇在低温下能再生富甲醇，提供冷却介质，节省循环甲醇量。综上所述，甲醇在适当条件下作为吸收剂的甲醇低温洗工艺流程运行稳定，净化尾气，原材料便宜易得，能回收再利用，污染小，生产中能产生富甲醇节约能源，虽设备投入成本高，但维护费用低，既经济又环保，故甲醇低温洗技术能广泛应用在气体净化领域。

结语

在实际运行中，由于换热器结垢、堵塞的原因导致换热效果不佳，进塔气体温度为－２０℃～－１５℃。为了保证换热器不结冰，操作中喷淋甲醇添加量必须大于３９０．１２ｋｇ／ｈ，增加氨冷器的负荷，严格控制分离器后，温度＜１０℃。同时需要控制好变换出口温度和氨含量，防止碳铵结晶，控制变换升温消堵操作时的升温速率，以便控制分离器出口温度不超１０℃，工况变化时及时调整喷淋甲醇的添加量，特别是在Ｅ０４１０３／Ｅ０４１０４出口温度上涨时，要及时增加甲醇喷淋量。但是，加大喷淋甲醇的同时也会增加预洗系统负荷，经金新化工研究决定，增加１台喷淋甲醇循环泵，以减少对预洗系统的影响，该泵已于２０２０年１月投用。

参考文献

[1]夏珍,王全伟,郭涛.煤化工中低温甲醇洗技术的运用研究[J].科技经济导刊,2019,27(18):53.

[2]王小兵.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用探讨[J].化工管理,2018(26):60.