浅谈煤化工低温甲醇洗过程防冻堵的问题

　　摘要：煤制气工艺操作过程，中利用低温甲醇将粗煤气进行有选择的物理吸收，制成合格的净煤气；低温甲醇洗四级冷却装置W02换热器运行过程中压差逐渐增大，经过分析是由于在强洗塔出来的粗煤气湿度较大，造成W02管束结霜挂壁，严重时造成系统停车，进过多年的操作经验对其进行了工艺技改，在换热器W02前后增加了球形弯曲(45度角)，利用稀溶液凝固点下降的特性，使含有甲醇的水溶液凝固点下降至-28℃，减少了换热器的冻堵，为低温甲醇洗的长周期运行提供了保障。
　　关键词：冻堵，甲醇，喷头，煤气
　　引言：
　　中煤龙化化工公司净化分厂有两套低温甲醇洗装置，装置中有一个粗煤气四级冷却系统，利用低温介质在列管换热器中将粗煤气冷却，最终将粗煤气间接冷却到-28℃左右，达到低温甲醇洗涤的最佳效果，在实际运行过程中，四级冷却装置中W02换热器运行过程中经常出现压差，经过分析是由于在强洗塔出来的粗煤气湿度较大，造成W02管束结霜挂壁，孔束逐渐减小，压差逐渐增大，影响系统运行，甲醇装置引气困难，减少甲醇产量，而且被迫停车处理，给工厂造成巨大的经济损失，根据以上问题对此工艺进行了工艺技改，经过中煤龙化净化分厂低温甲醇洗装置多次试验操作，决定将P14泵甲醇物流通过喷嘴引入W02换热器前后，通过增加甲醇喷淋，使甲醇雾化溶入到气相中，通过换热器冷却后，由于冰点降低，使煤气中含有的水不能凝结，因而改善了工况，消除了压差，使装置正常运行，保证了装置的稳定运行。
　　一、 工艺技术参数
　　1、粗煤气规格
　　压力最大2.8MPa（表）正常2.3MPa（表）最小1.8MPa（表）
　　温度最高50℃正常30℃最低25℃
　　流量正常80000Nm3/h最大88000Nm3/h
　　热值低9.860MJ/Nm3高11.230MJ/Nm3
　　密度0.915kg/Nm3
　　露点H2O25℃
　　成份浓度（vol%）
　　CH48.06
　　CO235.66
　　H247.78
　　CO6.06-11
　　N20.30
　　cnHm1.21
　　O2小于0.5
　　总硫0.1
　　水蒸汽1.4g/Nm3
　　轻油4.56g/Nm3
　　2、甲醇
　　密度:800kg/Nm3
　　动力粘度:628*10-3MPaS
　　运动粘度:788*10-3mm2/S
　　二、 工艺说明
　　进装置的粗煤气，首先进入水洗塔K11利用高压锅炉给水、酚水洗涤粉尘、油等杂质，并将其中的氨洗至1ppm以下;粗煤气经水洗塔初步洗涤后，被送到粗煤气冷却装置（W02--W05)。温度由40°C间接冷却至-28°C。在换热器W02中，粗煤气和冷的净煤气逆流接触，由40°C间接冷却到8°C，在换热器W02前后，向粗煤气流中喷入甲醇，防止在换热器W02和W03中结冰。甲醇来自泵P14的甲醇物流，并通过一个节流阀送到喷射点。在W03中，粗煤气和冷的闪蒸气逆流换热，由8°C冷却到5°C。如果粗煤气进口温度低于30°C，此粗煤气温度有可能低于0°C以下。为此，在W03之前又喷入一股甲醇。
　　在换热器W04中，粗煤气与通过泵P12由塔K08送出的冷甲醇逆流换热，由4°C冷却到-18°C。在换热器W05中，粗煤气和冷的净煤气逆流换热，进一步从-18°C冷却到-28°C以下。
　　三、解决四级冷却装置冻堵的方法
　　通过增加甲醇喷淋，使甲醇雾化溶入到气相中，通过换热器冷却后，由于冰点降低，使煤气中含有的水不能凝结，在换热器W02前后增加了球形弯曲(45度角)，利用稀溶液凝固点下降的特性，使含有甲醇的水溶液凝固点下降至-28℃，减少了换热器的冻堵。其缺点之处在于有少量的甲醇损失，但是对于系统事故停车是微不足道的。
　　四、流程说明
　　K01塔喷甲醇喷甲醇
　　W02W03
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　结束语
　　该项工艺的技改和投用，效果一直很好。通过增加甲醇喷淋，使甲醇雾化溶入到气相中，使冰点降低，煤气中含有的水不能凝结，为安全生产稳定供气提供了有力保障，此项技术改造获得了中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司技术改造成果奖。
　　
　　
　　
　　参考文献
　　[1]化工机械力学基础。北京：化学工业出版社，1990
　　[2]吴志泉等编，《工业化学》，华东化工学院院出版社，1991
　　[3]《化工工业大全》，化工出版社，1979
　　[4]蒋家俊，《化工工艺学》无机部分，高等教育出版社1988
　　[5]吴指南主编，《环境学》，化工工业出版社，1984
　　[6]压力容器介质手册。北京：北京航空航天大学出版社，2000