低温甲醇洗净化气中总硫含量超标的原因及应对措施

低温甲醇洗净化气中总硫含量超标的原因及应对措施

于海洋

（内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰025350）

摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，低温甲醇洗净化气中总硫含量超标直接影响甲醇的产量及合成催化剂的使用寿命，严重影响甲醇装置的稳定运行。简述了低温甲醇洗工艺的原理和流程，具体分析影响净化气中总硫含量超标的因素，针对具体原因提出相应措施，有效控制总硫含量的超标，对装置的安全稳定长周期运行效果显著。

关键词：低温甲醇洗；净化气；总硫超标；措施

在一些化工企业里，通常利用低温甲醇洗工艺对煤气化制甲醇气体净化单元进行净化，从而控制硫的含量。此工艺利用高压低温下的条件，利用甲醇来对变换气体中的H2S和CO2以及各种有机硫等杂质进行去硫的过程，吸收完硫的甲醇变成富甲醇，再结过减压解析、气提和加热后从而达到循环使用。某化工厂在利用低温甲醇洗工艺对煤气化制甲醇装置气体净化单元进行脱硫时，在运行的初期效果还十分明显，但当运行半年以后，发现净化气中的硫存在着超标的情况，不仅影响到装置的正常运行，同时也影响到了甲醇的品质和产量。

1低温甲醇洗工艺

1.1低温甲醇洗的特点

低温甲醇洗作为一种净化工艺，有其不可替代的作用，首先，低温甲醇洗具有吸收能力强的特点，尤其是对酸性物质，它的吸收力更强，可以很好的吸收酸性物质，减少硫含量，是其他工艺所不具备的；其次，低温甲醇洗技术的溶剂稳定性较强，可以保障系统稳定性，作为净化工艺，可以很好的保障净化工作的顺利进行；再次，低温甲醇洗工艺可以选择性吸收，对于不必要的气体它会自动脱除，可以很好的避免资源的浪费，经济实用性强；最后，低温甲醇洗工艺的原材料供应充足，材料来源广泛，成本较低，经济效益高。

1.2低温甲醇洗工艺的基本原理

低温甲醇洗是50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的种气体净化工艺。该工艺利用甲醇在低温下对酸性气体化溶解度极大的优良特性，以冷甲醇为吸收溶剂脱除原料气中的酸性气体。低温甲醇洗I艺利用甲醇的选择吸收特性，在高压低温条件下用冷甲醇对CO.、H.s等酸性气体进行吸收脱除。气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。是目前国内外所公认的最为经济且净化度高的合成气深度脱硫技术，若与其它脱硫、脱碳[艺相比具有电耗低、蒸汽消耗少.溶剂价格便宜，操作费用低等优点。

2影响低温甲醇洗净化气中总硫含量的因素

2.1有机硫未经转化

原料气中含有硫的化合物有硫化氢、硫醇、噻吩、二硫化碳、硫醚等，在低温甲醇中H2S、COS的溶解度都非常大，比CO2的溶解度还要大，COS、硫醇、硫醚等虽然在甲醇中溶解度很小，但由于在原料气中含量小，以及在CO变换装置中大部分有机硫被加氢而转化为溶解度较大的H2S，所以一般而言，有机硫不会成为影响净化气总硫含量超标的主要原因。但是当变换催化剂老化、中毒或装填不好有架桥沟流现象时，一部分有机硫也就可能未被转化成溶解度较大的H2S，造成总硫超标。

2.2甲醇循环量对净化气总硫含量的影响

气体吸收与气液接触时间成正比，在塔的正常操作范围内，增加甲醇循环量，能够增加塔盘的持液量，塔盘上甲醇的厚度增加，气液两相的有效接触时间增加，能够降低净化气中的硫含量；降低甲醇循环量，降低液气比，可能造成接触时间短或气液接触不良，导致H2S的净化度降低。但是，如果甲醇循环量过大，不但会增加动力设备的负荷，造成过程浪费，甚至会造成雾沫夹带，净化气总硫含量同样超标，因此，要综合各种情况考虑，选取合适的循环量。

2.3原料气中的有机硫含量

通常在粗煤气当中，由于采用的煤种、煤化工艺及操作条件等方面的不同，所以在煤气中会含有一定数量的无机硫和有机硫化合物。无机硫主要为H2S，有机硫以COS为主，还含有少量的CS2、硫醇、硫醚及噻吩等。由于有机硫在甲醇中的溶解度较小，但其含量较低，而且在变换过程中有一部分也可转化为溶解度较大的H2S，所以在净化气过程中所存在的有机硫基本都能达到工艺的要求，一旦有机硫的含量过高，即使在转换过程中也会有部分有机硫无法转变，所以会导致净化气中有机硫含量过高，导致总硫超标。

2.4甲醇的再生质量

甲醇的再生质量也是影响总硫超标的关键性因素之一。在低温甲醇洗涤系统中，甲醇的再生采用低温甲醇分段闪蒸解吸、氮气气提和加热气提法，闪蒸顺序是先CO2后H2S，H2S采用加热气提法进行再生。甲醇作为吸收剂由于已溶解了CO2和H2S及有机硫，若闪蒸和热再生效果不好，仍有部分CO2和硫化物未释放出去，导致循环到洗涤塔内的甲醇对硫化物的吸收效率降低，而且当洗涤甲醇中硫化物含量太高时，一部分硫化物还要挥发到净化气中，因而导致总硫超标。

3控制总硫超标的措施

3.1保证有机硫的有效转化

精心变换工艺的操作，严格控制工艺指标，加强数据监控，防止变换工艺催化剂的老化、中毒或装填不好出现架桥沟流现象，导致部分有机硫未被转化成溶解度较大的H2S，造成总硫超标。

3.2适当控制甲醇的循环量

甲醇的循环量越大，吸收效果越好。还可以适当增强甲醇的再生效果，甲醇的再生效果越大，对酸性气体的吸收效果越好。优化再生系统是一大措施。还可以控制甲醇中的含水量，企业相关部门加强合作，建立完善的监测机制，及时掌握甲醇中的含水量，保证甲醇的质量。

3.3控制变换气中氨含量

氨的存在会严重影响到净化气中的硫含量，为降低变换气氨含量，采取以下措施：严格控制变换气温度为≤37℃，在出变换装置的终冷气后增加洗氨塔，把变换气中的氨洗涤下来，保证变换气中的氨含量≤20ppm，并且在变换气的分析内容中增加氨含量分析项目。

3.4改善设备的卫生工作

设备在工作中，由于长期使用，清理不及时，会造成设备中杂质较多，比如管道内不可避免的会存在杂质及颗粒物，如果颗粒物过多，会进入甲醇中，会直接影响吸收效果，经实践证明，如果颗粒物含量较高，设备在工作中甲醇会直接跟杂质混合，降低甲醇的吸收能力，影响净化效果，从而导致净化气中硫含量超标，因此先关部门可以针对此问题专门制定相关政策来完善卫生工作，从而提高整体的工作效率。实践证明，低温甲醇洗净化气中的硫含量总体降低，符合国家指标，大大提高了净化质量，保证了净化工作的顺利进行，从而也保护了生产设备。

3.5向系统外排放污甲醇

在系统增加排污点，向系统外排放污甲醇，具体措施为：增设污甲醇槽，在共沸塔顶冷凝液液位调节阀间、甲醇水塔塔盘清洗液流量计导淋处、硫化氢富气分离器底部导淋处分别增加排放点，向污甲醇槽排放，控制排放量为1t/月。

3.6改善吸收剂

甲醇洗有作为一种净化装置选择性吸收的特性，它可以选择性吸收气体，只吸收相应的气体，对于除酸性气体之外的气体自动去除，在此过程中吸收剂起着至关重要的作用，吸收剂的质量必须有保证，否则会达不到该有的吸收效果，导致硫含量超标，影响净化质量，因此在对其选择上要对厂家进行严格的选择。

结语

通过以上分析我们可以得知，影响低温甲醇洗净化气中硫含量超标的因素有很多，有内在原因，还有外在原因，我们需要具体问题具体分析，对于设备问题我们在选择设备时要注意设备的质量，比如甲醇的纯度，甲醇作为净化原材料，它的质量直接影响净化质量。其次，净化环境也是及为重要的，温度，压力，含水量，都是影响硫含量的外在环境。企业要及时发现这些问题，各部门之间要加强合作，发现问题并解决问题，同时要进行技术创新，引进先进技术，提高净化质量，从根本上控制硫含量。

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