低温甲醇洗工艺甲醇消耗高的问题探讨

2022-10-03

低温甲醇洗工艺是指在大型合成氨、合成甲醇及制氢等工业装置中使用低温甲醇, 并利用低温甲醇有着可以吸收酸性气体的性质, 净化在工艺生产中产生的酸性气体, 如二氧化硫、硫化氢等对环境有着污染的气体。虽然低温甲醇有着很好的净化空气的作用, 但是在操作中面临着低温甲醇消耗过高的问题, 这影响了企业的发展。笔者就这中间的问题进行探讨, 仅供参考。

一、低温甲醇洗工艺的简单介绍

低温甲醇洗净化法是由德国公司在上个世纪50年来发明的的一种针对有毒酸性气体的净化方法。具体说到工作的原理, 相信学过物理的人都会知道, 所谓低温甲醇的净化作用, 实际上就是利用硫化氢等酸性气体能够随着甲醇的温度降低而逐渐的溶于甲醇中, 这是一个纯物理的吸收过程。冷甲醇能够在高压、低温的条件下, 有选择性地脱出工艺气体中的二氧化碳、硫化氢及硫氧化碳等酸性气体, 再通过加热、降低压力进行分段解吸等一系列的操作, 回收利用从甲醇溶液中分离得到较纯净的二氧化碳、硫化氢气体, 这样这可以循环使用再生的甲醇。

二、低温甲醇洗工艺消耗甲醇过高的原因分析

1. 工艺控制上来说

(1) 在对酸性气体吸收净化中, 要使净化这个效果充分发挥, 就必须严格的控制温度。但在实际的操作中, 温度到底是不是足够低, 不好把握, 所以温度控制的不合适就成了低温甲醇洗工艺消耗高的原因之一.

(2) 低温甲醇吸收酸洗气体不仅需要低温的条件, 还需要高压的环境。但是创造高压的的环境时, 容易忽视吸收塔气体出口阀, 这在无形中就会造成甲醇的损失。另外在控制再生甲醇系统时, 闪蒸塔闪蒸压力容易过高, 这也是甲醇消耗大的原因之一。

(3) 低温甲醇洗的变换气组成这也是导致甲醇损失的不稳定因素之一。如果变换气中CO、NH3含量过高或者煤粉等杂质进入甲醇洗系统, 这都会在成甲醇的损失。

(4) 甲醇中水含量对甲醇消耗也是一个变动因素, 如果甲醇带水就会造成甲醇的严重消耗。一般来说甲醇中含水质量分数达到4%时, CO2在甲醇的溶解率要降低15%, H2S的溶解度也会大大降低。不仅如此, 甲醇含水量增加就会增加动力消耗, 并对腐蚀设备。

2.2人为因素

在工艺操作中因工作人员的操作不仔细或者没有严格地按照工艺步骤导致甲醇的吸收率低, 消耗大, 这是甲醇消耗大的一个外部因素。

三、降低低温甲醇洗工艺中甲醇消耗的有效措施

通过对以上的原因分析, 我们很明显的发现, 在甲醇洗工艺中影响甲醇消耗的主要因素是温度和气压。因此控制好各排放段甲醇温度以及甲醇再吸收酸性气体时的气压, 这是降低消耗的有效措施。具体如下分析:

1. 控制好操作温度是控制甲醇消耗的可靠手段

酸性气体二氧化碳、硫化氢及硫氧化碳在甲醇溶液中的溶解度随温度的降低呈明显增大的趋势, 所以为了降低甲醇洗工艺在操作中对甲醇的消耗, 采用较低的洗涤温度不仅对气体的净化过程有利, 还会极大地降低甲醇的消耗。

(1) 在制冷的过程中, 需要控制好温度, 及时的补充制冷剂, 这会提高甲醇的利用效率, 这也就减少了甲醇的损失;要尽可能的降低原料气入口温度, 这会减少甲醇的消耗;对排放端气体温度的控制, 只有将温度控制的合适, 才会彻底的回收甲醇, 这降低了甲醇的消耗。

(2) 控制好甲醇洗工艺中的压力作用, 通过物理常识我们知道高压的环境下, 更有利于甲醇对酸性气体的吸收, 这会提高甲醇的利用效率。在操作中, 我们在保证设备运行正常的条件下, 提高系统操作压力, 可以降低甲醇消耗;适当的调整吸收塔气体出口阀, 在压力不足时, 需要调小出口阀, 提高压力, 进而提高甲醇的吸收效率;闪蒸塔闪蒸压力要与甲醇再生系统相结合, 在这中间需要保证闪蒸塔闪蒸压力的压力不要太大, 以免影响甲醇再生回收利用, 以降低消耗。

(3) 保证甲醇的质量, 这是降低甲醇消耗的一个重要因素。甲醇的含水量不仅降低了甲醇的利用效率, 也对设备不利, 所以需要保证操作中甲醇质量。

(4) 控制好变换气质量, 这也会提高甲醇的利用效率, 降低甲醇的消耗。变换气中CO、NH3含量过高或者煤粉等杂质进入甲醇洗系统, 这都会在成甲醇的损失, 所以严格控制进入甲醇洗装置变换气质量, 保证装置正常运行, 从而达到控制甲醇消耗的目的。

2.

对操作人员的严格要求, 在在工艺操作中要严格按照工艺步骤, 尽量减少因人为操作失误带来的甲醇损耗。

总结

低温甲醇洗工艺是当今化学工艺中吸收酸性气体的有效手段之一, 虽然在操作中甲醇的消耗过高, 但是并不影响它对环境的保护作用。文章通过分析在操作中的问题, 进而采取有效措施解决, 这会使得低温甲醇洗工艺会利用的更加广泛。从低温甲醇洗工艺的工作原理来看, 甲醇吸收酸性气体是在低温高压的环境下, 并且酸性气体二氧化碳、硫化氢及硫氧化碳在甲醇溶液中的溶解度随温度的降低呈明显增大的趋势, 所以在分析甲醇的损耗率时, 必须要考虑到温度和压力对甲醇吸收作用的影响。为了以后工艺中降低甲醇的消耗, 需要做的是控制好温度和压力, 并且选择合适的温度, 形成合理的温度分布, 采用分段吸收CO2和H2S, 将吸收液分段再生。

摘要：近些年来, 我国一直强调环境与经济的可持续发展, 不能以牺牲环境的代价来发展经济, 因而出台了一系列的政策。这中间化学工业就面临着被整顿的风险, 如何吸收化学工业中产生的污染环境的气体, 一直是阻碍化学工业发展的障碍。低温甲醇洗作为一种吸收酸性气体的吸收剂, 是降低环境污染的一种有效方式, 但是低温甲醇洗在吸收过程中甲醇消耗过高影响了企业的发展, 而本文就是针对低温甲醇洗工艺甲醇消耗高的问题探讨, 分析产生的原因, 然后针对问题分析解决。

关键词：低温甲醇洗,甲醇消耗,分析探讨