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我公司的航天爐粉煤加壓氣化裝置是由北京航天萬(wàn)源煤化工工程有限公司設(shè)計(jì)的示范裝置，配套的合成氣凈化工序的低溫甲醇洗裝置采用大連理工大學(xué)技術(shù)，設(shè)計(jì)處理變換氣(干基)能力：正常67748m／h，最大90104m／h。該裝置能夠在設(shè)計(jì)能力的60％～133％負(fù)荷下穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。

1工藝流程簡(jiǎn)述

本套低溫甲醇洗裝置采用6塔流程。6塔是指HS／CO2吸收塔(C2201／C2202)、中壓閃蒸塔(C2203)、汽提解吸塔(C2204)、熱再生塔(C2205)、甲醇／水分餾塔(C2206)和尾氣洗滌塔(C2206)。自一氧化碳變換工序來(lái)的壓力3．5MPa、溫度40℃的原料氣經(jīng)原料氣／凈化氣換熱器、原料氣／CO：產(chǎn)品氣換熱器換熱和原料氣氨冷器冷卻至13℃后，進(jìn)入原料氣分離器，出分離器的原料氣(噴人少量甲醇，以防止原料氣中少量殘留的水蒸氣在低溫時(shí)冷凝、結(jié)冰)經(jīng)原料凈化氣／CO產(chǎn)品換熱器冷卻至一26℃，然后進(jìn)入H，S／CO吸收塔。進(jìn)H：S／CO吸收塔的原料氣首先通過(guò)HS吸收段的預(yù)洗段，出HS／CO吸收塔的預(yù)洗甲醇液經(jīng)塔底液位控制閥送至甲醇／水分餾塔換熱器。預(yù)洗后的原料氣進(jìn)入H：S吸收段，原料氣中的H：S、COS等被來(lái)自CO2吸收段的富CO：甲醇液(由H：S吸收塔給料泵送至HS／CO吸收塔主吸收段的上部)吸收，出HS吸收塔主集液盤的甲醇液送中壓閃蒸塔下段。脫硫后的原料氣進(jìn)入CO：吸收段下段，原料氣中的CO被經(jīng)熱再生及冷卻后的貧甲醇吸收。出CO吸收段的凈化氣經(jīng)原料氣／凈化氣換熱器、原料氣／凈化氣／CO產(chǎn)品換熱器復(fù)熱回收冷量后，送甲醇合成工序。出吸收塔的富液進(jìn)人中壓閃蒸塔閃蒸，閃蒸氣通過(guò)循環(huán)氣壓縮機(jī)加壓，再送回到主洗塔進(jìn)行吸收。閃蒸后的富液進(jìn)入汽提解吸塔，在常壓下閃蒸、汽提，實(shí)現(xiàn)再生。汽提后的甲醇富液進(jìn)入熱再生塔，利用再沸器中產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行再生。完全再生后的貧甲醇經(jīng)主循環(huán)流量泵加壓后送至H，S／CO，吸收塔。

2裝置的優(yōu)化與改進(jìn)

(1)將原來(lái)P2206泵去C2206塔的回流改為與C2201／C2202塔來(lái)預(yù)洗甲醇合并作為C2206塔的進(jìn)料，而將P2207泵來(lái)甲醇改作C2206塔的回流。這樣大大降低了C2206塔頂甲醇蒸氣中的水含量，進(jìn)而降低了進(jìn)C2201／C2202塔頂?shù)呢毤状贾械乃浚岣吡撕铣蓺獾膬艋潭?。C2206塔的進(jìn)料和回流調(diào)整以后，系統(tǒng)貧甲醇水含量大大降低(由0．8％降到了0．4％)，同時(shí)C2206塔底廢水中的甲醇含量降低(由1．2％降到了0．6％)，這樣既減少本系統(tǒng)的精甲醇消耗量，又實(shí)現(xiàn)了C2206塔底廢水的達(dá)標(biāo)排放。

(2)在吸收塔給料泵P2204前的貧甲醇管線中再增加1組換熱器EA2206I—J，以降低去C2201／C2202塔貧甲醇的溫度。該換熱器投用后，C2201／C2202塔頂進(jìn)料甲醇溫度顯著降低(改造前為一42．6一一44．2℃，改造后為一46．2～一48．4℃)，同時(shí)系統(tǒng)貧甲醇循環(huán)量也相應(yīng)降低，對(duì)降低凈化氣中CO：和(HS+COS)含量產(chǎn)生了很大作用，為甲醇催化劑的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(3)在酸性氣冷卻器EA2209的液相(循環(huán)水)側(cè)加一空氣反吹閥，引人工廠空氣定期對(duì)該換熱器進(jìn)行反吹，以除去換熱器殼程及列管外壁循環(huán)水流過(guò)后殘留的污垢，保證EA2209對(duì)酸性氣的冷凝效果，盡可能使酸性氣中夾帶的甲醇蒸氣得到冷凝回收。實(shí)踐表明：此項(xiàng)改造實(shí)施后，即使是在夏季最炎熱的7、8、9月，酸性氣冷卻器出口的酸性氣溫度始終保持在40cI=以下，保證了熱再生塔出口酸性氣夾帶的甲醇蒸氣的有效冷凝回收。

(4)裝置自開(kāi)車以來(lái)，存在低溫甲醇洗解吸的CO：量有時(shí)不能滿足生產(chǎn)需求的問(wèn)題。為此，將C2203底部出口去C2204中部和上部的2路富H，s甲醇根據(jù)C2203底部液位采用串級(jí)控制，盡可能多地使這部分甲醇進(jìn)入C2204上段解吸回收CO：。改造后在系統(tǒng)總硫不超標(biāo)的情況下每小時(shí)能多解吸出CO近400m，有效地緩解了裝置CO，量不足的問(wèn)題。

(5)系統(tǒng)設(shè)置有1臺(tái)尾氣洗滌塔(C2207)，其主要作用就是用脫鹽水洗滌汽提塔排放尾氣中夾帶的甲醇，同時(shí)在C2207塔底得到部分甲醇水溶液作為C2206塔的一路稀溶液進(jìn)料。該進(jìn)料的進(jìn)口設(shè)在距離塔底的第21層塔盤上。在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該路進(jìn)料量增大后易造成C2206塔頂?shù)募状颊魵鉁囟绕?，且溫度波?dòng)較大，同時(shí)甲醇蒸氣含水量也隨之增大很多，不易操作。根據(jù)這個(gè)情況，通過(guò)詳細(xì)的計(jì)算論證后，對(duì)該路進(jìn)料的位置作了調(diào)整：改為距塔底的第l3塊塔盤的一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)接口進(jìn)料。改造后C2206塔頂甲醇蒸氣溫度明顯易于控制，目前甲醇蒸氣溫度完全能達(dá)到設(shè)計(jì)值且其波動(dòng)范圍僅1．5℃；同時(shí)，系統(tǒng)貧甲醇水含量也有明顯降低；另外，從一段時(shí)間的檢測(cè)數(shù)據(jù)看，改造前后C2206塔底再沸器的蒸汽加入量未出現(xiàn)明顯的增大。

(6)吸收塔給料泵P2204是1臺(tái)流量較大的離心泵，此泵選型時(shí)揚(yáng)程定得較高，在正常工作時(shí)，泵出口壓力較高，致使泵出口過(guò)濾器超壓運(yùn)行，且一部分能量損失在泵出口流量調(diào)節(jié)閥上。為此，將P2204泵的最小流量管線配人C2205塔下段下部的回流管線中，通過(guò)其原有閥門及管線實(shí)現(xiàn)C2205塔下段下部的進(jìn)料。通過(guò)此項(xiàng)改進(jìn)，P2204泵出口壓力降低，同時(shí)可以停運(yùn)C2205塔下段進(jìn)料循環(huán)泵P2210(該泵的電機(jī)功率為5kW)，節(jié)省部分電能。

(7)將C2206塔再沸器(該再沸器熱源為1．3MPa過(guò)熱蒸汽)冷凝液回收到C2205再沸器(該再沸器熱源為0．6MPa過(guò)熱蒸汽)蒸汽人口，回收冷凝液中的部分潛熱。該項(xiàng)改造實(shí)施前后C2206再沸器和C2205再沸器蒸汽加入量對(duì)I：t~H表1。由表1數(shù)據(jù)可以看出，該項(xiàng)改造實(shí)施后，C2205再沸器蒸汽加入量大大降低，C2206再沸器蒸汽加入量沒(méi)有變化，平均每小時(shí)可節(jié)約蒸汽1000kg，按0．6MPa過(guò)熱蒸汽成本80~v_／t計(jì)，這項(xiàng)改造每年可為公司節(jié)約63．5萬(wàn)元的生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

(8)由于本系統(tǒng)的介質(zhì)多是甲醇或含甲醇的混合物，為了避免甲醇外排污染環(huán)境，將系統(tǒng)各點(diǎn)的倒淋排放、設(shè)備反洗以及故障設(shè)備排放的污甲醇統(tǒng)一排入專門設(shè)置的1個(gè)污甲醇儲(chǔ)槽中，然后用泵打人C2206中作為該塔的進(jìn)料，通過(guò)蒸餾的方法回收其中的甲醇。這樣做一方面回收了系統(tǒng)因各種因素排放而流失的甲醇，降低了單位產(chǎn)品的精甲醇消耗量；另一方面減少了系統(tǒng)廢水的排放量，降低了排放廢水中的COD，同時(shí)消除了因甲醇外泄而造成的環(huán)境影響。

3總結(jié)

從1a多來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行情況可以看出，我公司對(duì)低溫甲醇洗裝置的優(yōu)化與改進(jìn)是非常正確和合理的。有些改造很小甚至微不足道，但是正是通過(guò)這些改進(jìn)一點(diǎn)一滴的積累，才鑄就了裝置穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的成果。雖然在改造的初期存在著許多困難，但是我們通過(guò)在運(yùn)行過(guò)程中不斷整改，摸索、完善思路，不斷創(chuàng)新，不斷嘗試，最終使低溫甲醇洗裝置的單位產(chǎn)品蒸汽消耗、電耗和精甲醇消耗得到了大幅度下降，裝置完全可以在112％負(fù)荷工況下穩(wěn)定運(yùn)行，為航天爐的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。