韓軍波

摘 要：本文介紹了渭河雙醋項目低溫甲醇洗方案的選取過程，論述了實際工程中選取低溫甲醇洗方案的靈活性，進(jìn)而解決工程實際問題，優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗；亨利定律；優(yōu)化方案

1 簡述

渭河潔能公司7.5萬噸/年醋酐、3.5萬噸/年醋酸工程，要求出凈化裝置的凈化氣分兩股，一為滿足40萬/噸年甲醇生產(chǎn)的甲醇合成氣102658 Nm 3/h，一為醋酸合成所需的CO提純用氣31863 Nm 3/h。凈化工藝采用大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗技術(shù)。氣體凈化的指標(biāo)直接影響到甲醇的產(chǎn)量、合成觸媒的使用壽命以及醋酸裝置的能否正常運行，因此做好氣體凈化十分重要。凈化有關(guān)性能指標(biāo)要求如下：

2 凈化方案

2.1 低溫甲醇洗簡介

低溫甲醇洗工藝是采用物理吸收方法的一種酸性氣體凈化工藝。該工藝使用冷甲醇作為酸性氣體吸收液，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的物理特性，同時分段選擇性地吸收原料氣中的H2S和CO2以及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)。在以渣油和煤為原料的大型合成氨裝置、甲醇裝置上，大多采用這種凈化工藝。此外，該工藝還廣泛應(yīng)用于甲醇合成、羥基合成、工業(yè)制氫、醋酸裝置、城市煤氣和天然氣脫硫等生產(chǎn)裝置的凈化工藝中。目前，國內(nèi)外已有百余套大中型工業(yè)化裝置的酸性氣體脫除采用該凈化工藝。

2.2 凈化方案

方案一的進(jìn)料氣為兩股，一股變換氣，一股未變換氣，兩股氣分別進(jìn)兩個吸收塔，共用一套再生系統(tǒng)；方案二進(jìn)料氣僅為一股變換氣。

利用THES軟件對兩個方案的CO2洗滌塔進(jìn)行初步的核算，如下表所示：

列表對比兩個方案的吸收塔外形尺寸，如下表所示：

方案一的進(jìn)料氣為兩股，一股變換氣，一股未變換氣，兩股氣分別進(jìn)兩個吸收塔，共用一套再生系統(tǒng)；方案二進(jìn)料氣僅為一股變換氣，分段凈化后成為兩股凈化氣出凈化裝置。

通過設(shè)備外形尺寸比較，我們看出方案一中洗滌CO提純用氣的洗滌塔塔高51米，塔徑卻只有1.4米，而項目建設(shè)地區(qū)位于地震帶上，地震基本烈度Ⅷ度，由此會給土建施工帶來一定的實際問題，使土建施工變得復(fù)雜。方案一的進(jìn)料氣為兩股，一股變換氣，一股未變換氣，變換氣氣量為未變換氣的6倍，各自的凈化純度決定了各自洗滌塔的高度，而未變換氣氣量特別小，所以未變換氣的洗滌塔顯得又細(xì)又高。為了避開這個問題，于是有了方案二，方案二在滿足凈化要求的前提下很好的解決了方案一中的問題。

方案二進(jìn)料氣僅為一股變換氣，經(jīng)主洗滌塔后CO2摩爾含量為3.4%，為滿足甲醇合成的甲醇合成凈化氣，經(jīng)回收冷量后送去甲醇合成裝置。在出主洗滌塔的凈化氣中抽出少量一股，送入CO2深度脫除的一個小塔——CO2洗滌塔，在此塔內(nèi)，凈化氣經(jīng)貧甲醇洗滌后，CO2摩爾含量被脫至10ppm以下，滿足醋酸合成的CO2含量要求，成為CO提純用氣，經(jīng)回收冷量后送去CO提純裝置，進(jìn)而去醋酸裝置。

本項目凈化方案幾經(jīng)改變，原因在于每個項目都有自己的特殊性，本項目的特殊性在于用于醋酸合成的CO提純用氣所需量很小，凈化純度沒有降低，從原料氣凈化到要求純度決定了塔高不會降低，又因為氣量小，所以出來的結(jié)果就是CO2吸收塔細(xì)且高，增加了土建施工的復(fù)雜性。同樣是方案一，在別的項目就可以適用，那是因為其用于醋酸合成的這股未變換原料氣氣量比較大，雖然凈化純度要求一樣高，但是其塔徑大，不存在穩(wěn)定性差、增加土建施工復(fù)雜性的問題。本項目方案二的優(yōu)點在于避開了細(xì)高塔的問題，將原料氣合為一股，將其先全部凈化至甲醇合成的標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，將凈化氣抽出一股進(jìn)行CO2深度脫除，使之符合醋酸合成的標(biāo)準(zhǔn)，這樣方案二最后的兩股凈化氣既滿足了后續(xù)裝置的需要，也避開了方案一中所出現(xiàn)的工程實際問題。

3 結(jié)論

渭河潔能公司7.5萬噸/年醋酐、3.5萬噸/年醋酸工程低溫甲醇洗凈化方案最終選擇了方案二，它在同樣達(dá)到凈化要求的前提下解決了最初方案一中出現(xiàn)的CO2洗滌塔細(xì)高，會增加土建施工復(fù)雜性的問題，優(yōu)化了凈化方案。

近些年來，低溫甲醇洗工藝技術(shù)越來越多應(yīng)用于煤化工項目，低溫甲醇洗技術(shù)一般分為酸性氣體吸收、H2S濃縮、合成氨裝置多加一個CO2產(chǎn)品塔、熱再生、甲醇水分離及尾氣水洗這幾個部分，但是具體工程設(shè)計中可能碰到這樣那樣的問題，我們應(yīng)該善于思考，具體問題具體對待，進(jìn)而優(yōu)化方案使我們的工程設(shè)計更加合理、切實可行 。

參考文獻(xiàn)

1. 大連理工大學(xué)《渭河甲醇項目甲醇洗裝置工藝包上冊》

2. 化工原理 天津大學(xué)出版社

3. 汪家銘 《低溫甲醇洗凈化工藝的技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用概況》《化肥設(shè)計》第46卷第1期 2008年2月 文章編號： 1004 - 8901 （2008） 01 - 0025 - 05

4. 唐宏青 《低溫甲醇洗凈化技術(shù)》《中氮肥》第1期 2008年1月 文章編號： 100429932 （2008） 0120001207

5. 張成祥 戚紅 《淺析低溫甲醇洗工藝》 《應(yīng)用能源技術(shù)》2007 年第9 期（總第117 期）

作者簡介

自2003年太原理工大學(xué)畢業(yè)后從事煤化工項目設(shè)計工作已有10年，積累了豐富的經(jīng)驗，任職經(jīng)歷

2003～2012 華陸工程科技有限責(zé)任公司 工藝室

2012～至今 北京石油化工工程有限公司西安分公司 工藝室