煤制天然氣低溫甲醇洗工藝改進(jìn)與優(yōu)化的分析

王紀(jì)華

摘 要：本文關(guān)于煤制天然氣低溫甲醇洗工藝的改進(jìn)分析，是通過(guò)新天煤化工公司的實(shí)際案例作出詳細(xì)闡述。該公司所采用的工藝方法為林德十一塔低溫甲醇洗工藝流程，這種工藝方法在長(zhǎng)期的運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題。而本文主要針對(duì)這種工藝的改進(jìn)措施作出研究分析。

關(guān)鍵詞：林德低溫甲醇洗;煤制天然氣;工藝優(yōu)化

從新天公司的生產(chǎn)總量來(lái)看，該公司的煤氣生產(chǎn)的年產(chǎn)量達(dá)到20億m3煤制天然氣，該公司在生產(chǎn)工藝上的提煉上采取碎煤加壓氣化工藝，這種工藝將低溫甲醇工藝進(jìn)行雙向配置設(shè)置，該公司的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)主要從2010年便開(kāi)始投入生產(chǎn)，正式進(jìn)行天氣生產(chǎn)是在2017年3月正式投入使用。

1 低溫甲醇洗工藝流程

低溫甲醇洗工藝流程，主要是將原料氣經(jīng)氨預(yù)洗塔進(jìn)行整體降溫后，再將甲醇洗滌塔脫除輕烴、硫化氫、二氧化碳等，出塔凈煤氣經(jīng)過(guò)再次加熱后，將復(fù)熱后的煤氣送到下游裝置中。富碳經(jīng)過(guò)閃蒸后，在將CO2產(chǎn)品經(jīng)過(guò)復(fù)熱水洗過(guò)后，實(shí)現(xiàn)氣體的高點(diǎn)排空。該套裝置的加工工藝將CO2底部所產(chǎn)生的富硫甲醇通過(guò)氮?dú)膺M(jìn)行濃縮后、通過(guò)加熱再生、最后將氣體進(jìn)行降溫后，可以實(shí)現(xiàn)氣體的循環(huán)使用。這種煤氣萃取技術(shù)、在產(chǎn)品經(jīng)過(guò)加熱除油之后，并進(jìn)行脫酸后，通過(guò)熱補(bǔ)源進(jìn)入再生塔，將生產(chǎn)出來(lái)的工業(yè)廢水進(jìn)行冷卻處理后，在進(jìn)行生化處理。

2 該套工藝在生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問(wèn)題

從該套工藝的實(shí)際情況來(lái)看該套工藝在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題。

①該套工藝裝置，在冷卻器管線設(shè)置中，沒(méi)有考慮到噴淋甲醇發(fā)生時(shí)的管線裝置設(shè)置，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中如發(fā)生波動(dòng)情況時(shí)，容易造成整個(gè)裝置發(fā)生結(jié)冰凍堵等現(xiàn)象，并造成壓差值不斷的升高，長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生這樣的現(xiàn)象時(shí)，會(huì)造成被迫停車;

②裝置在長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，裝置中的萃取器的設(shè)置問(wèn)題主要在于：容積設(shè)置的過(guò)小，在進(jìn)行萃取時(shí)，智能進(jìn)行短時(shí)間的萃取，而進(jìn)行萃取時(shí)混合室中的甲醇水直接分離到分離室中去，這樣的萃取現(xiàn)象還容易造成擾動(dòng)效果，影響裝置的整體萃取效果，會(huì)大幅度增加操作臺(tái)的負(fù)荷量，裝置在進(jìn)行設(shè)置萃取器油室進(jìn)甲醇水的界面調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，在裝置中設(shè)計(jì)了2個(gè)可調(diào)漏斗，這樣的裝置設(shè)置的實(shí)用性較低;

③該套裝置的設(shè)置凈化指標(biāo)的設(shè)計(jì)上，凈化氣的CO2積分?jǐn)?shù)系數(shù)為1.5%，而裝置在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，裝置的CO2的控制范圍在×10-6級(jí)別之間，這樣的級(jí)別范圍設(shè)置不符合甲烷合成要求;

④裝置中的熱再生塔回流泵的口徑較小，回流量小，這樣的裝置設(shè)置不利于甲醇的再生。

3 工藝技術(shù)改進(jìn)

3.1 改進(jìn)閃蒸氣二次吸收利用

通過(guò)實(shí)際的數(shù)據(jù)研究調(diào)查對(duì)該套工藝進(jìn)行改進(jìn)時(shí)：應(yīng)該將富甲醇液壓力參數(shù)值控制在0.9 MPa盡心閃蒸，時(shí)間數(shù)據(jù)設(shè)置時(shí)2×17744 m3/h將氣體進(jìn)行壓縮，并做回收2次重復(fù)利用。

3.2 減少能量損耗

裝置的CO2甲醇液在進(jìn)行多次蒸壓時(shí)，對(duì)裝置中的閃蒸氣需要進(jìn)行排空處理，將裝置的排放量設(shè)置控制在2×14687 m3/h，詳情見(jiàn)下表1。

裝置中富硫甲醇在0.9 MPa下進(jìn)行蒸發(fā)時(shí)，可以將富硫甲醇輸入到CO2產(chǎn)品塔中，在對(duì)閃蒸CO2進(jìn)行排空時(shí)，閃蒸的設(shè)計(jì)排放量控制在2×53670m3/h，詳情見(jiàn)下表2。

4 工藝優(yōu)化改進(jìn)措施

4.1 已實(shí)施的工藝改進(jìn)措施

對(duì)油室進(jìn)水這一問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，我們可以將出將萃取器的油室隔板進(jìn)行加高處理，可以在原有的基礎(chǔ)上加深5 cm的方法，這樣的解決措施能夠?qū)τ褪疫M(jìn)甲醇水的問(wèn)題進(jìn)行控制。

4.2 熱再生塔回流泵裝置的改進(jìn)措施

在對(duì)裝置中的熱再生塔回流泵的管徑大小設(shè)置時(shí)選?。―N80 mm）的管徑、在對(duì)管長(zhǎng)、阻力這兩點(diǎn)因素對(duì)管道進(jìn)行處理時(shí)，可以選用DN80 mm管線。

4.3 整體優(yōu)化方案設(shè)置

在這套的實(shí)際生產(chǎn)改進(jìn)方案中，應(yīng)該對(duì)閃蒸罐的實(shí)際壓力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，只有富碳甲醇和富硫甲醇這這兩種醇類在較低壓力進(jìn)行閃蒸工作，這樣才能有效促進(jìn)閃蒸氣的多次吸收利用。通過(guò)上述裝置中各方面的優(yōu)化改進(jìn)處理后這套裝置具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：提升氣體的回收利用率;增強(qiáng)熱值的使用率;投資力度減小經(jīng)濟(jì)效益增大。

5 總結(jié)

通過(guò)上述的研究分析，我們認(rèn)識(shí)到在新天氣公司所采用低溫甲醇洗工藝，在實(shí)際生產(chǎn)的運(yùn)行中存在一定的缺陷，需要從多個(gè)角度進(jìn)行改進(jìn)工作，對(duì)這套裝置進(jìn)行改后通過(guò)試用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)點(diǎn)在于：提升氣體的回收利用率;增強(qiáng)熱值的使用率;投資力度減小經(jīng)濟(jì)效益增大有著較強(qiáng)的裝置實(shí)用性。

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