龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
林德低温甲醇洗工艺冷量回收方案的探讨
作者：李萌
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第07期
摘 要：林德低温甲醇洗在当前的工业生产中有着较为广泛的应用，而且由于冷量回收方面林德低温甲醇洗不可替代的优势，所以林德低温甲醇洗的应用范围越来越广，有取代鲁奇工艺的趋势。基于此，本文从林德甲醇系冷量回收的工艺入手，首先分析了林德甲醇洗冷量回收中存在的问题，然后研究了林德低温甲醇洗冷量回收的优化措施，希望可以借此给相关的研究提供一定的参考意见。
关键词：林德低温甲醇洗；冷量回收；优化 1 林德低温甲醇洗冷量回收工艺流程
气体在液体中解析时会吸收热量，而气体在液体中溶解时会释放热量，该过程的循环就能实现冷量的回收和释放。林德低温甲醇洗就是利用这一原理进行冷量的回收，通过气体在低温甲醇中的溶解和解析来回收冷量，降低系统的能耗。在林德低温甲醇洗的工艺中，甲醇中析出二氧化碳会吸收热量，能够达到系统温度调节的的效果。林德低温甲醇洗的二氧化碳解析主要是发生在硫化氢浓缩塔、中压闪蒸槽、二氧化碳产品塔中，在一些辅助设备中也有二氧化碳解析吸热。具体而言，林德低温甲醇冷量回收工艺流程主要体现如下：①中压闪蒸槽冷量回收。林德低温甲醇洗的中压闪蒸槽为卧式，操作的压力在1兆帕，解析主要来源于富碳甲醇，解析后的气体先在压缩机中汇合，然后经过加压之后用于克服气体压缩所产生的热量。在这个过程中，一般会有零下20℃左右变化为零上40℃左右。在这个循环的过程中，中压闪蒸槽的冷量最终被带入到硫化氢浓缩塔中和二氧化碳产品塔中；②二氧化碳产品塔和硫化氢浓缩塔的冷量回收。富碳甲醇从中压闪蒸槽中进入到二氧化碳产品塔中，压力由1兆帕变位0.2兆帕，这时二氧化碳解析产生的冷量进入贫甲醇冷却器，温度升高。之后，剩余的冷量被变换气吸收，温度也是上升的过程，通过该过程也能实现冷量的回收。 2 林德低温甲醇洗冷量回收中存在的问题
林德低温甲醇洗的冷量回收率较高，而且可根据实际生产需求进行冷量的自由分配，但是由于林德低温甲醇洗系统的整个工艺过程较为复杂，而且冷量的总数是固定的，所以当生产模式和经营理念出现不同时，很难最大化的实现系统的能量回收。从我国的实际情况来看，主要问题在于甲醇生产装置并不是全部的满负荷运行，因此林德工艺的冷量分配方案常常会出现各种问题，进而造成系统的温度失衡，具体的问题体现如下。 2.1 系统负载变化导致的设备损坏
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
当前国内的低温甲醇洗系统负载变化较大，当系统由满负荷变为半负荷运行时，这时整个的变换气流量大幅度降低，而为了保证后续甲醇合成中的碳氢比要求，必须要降低贫甲醇的总流量。在这个过程中，冷量虽然在减少，但是前期还是能够满足要求，问题主要是出现在热源变化器的交换过程中减少了贫甲醇的料，这样就会产生系统温度失控的问题。系统正常运行的情况下，吸收塔富甲醇的温度进行变化时，吸收塔的副卡存量降为原来的1/2，而由于系统温度的失控，富甲醇很可能进一步的将少。再加上变换器量的降低，会使吸收塔富甲醇的温度下降，这样就会造成冷量的损失。特别是当温度急剧下降时，对设备也有一定的影响。通常情况而言，附属管道材质的极限承受温度为零下40℃，当富甲醇的温度大幅度下降并且低于零下40℃时，很可能存在设备被冻坏的风险。 2.2 环境污染和甲醇浪费
低温甲醇洗前系统负荷发生变化时，冷量的失衡还会导致尾气洗涤塔的温度下降，而尾气洗涤塔中的介质主要为水，其压力也为常压，当二氧化碳的温度低于0℃时，就会引起管道和塔盘的冰冻堵塞，设备很可能出现冻坏的问题。为了避免该问题出现，林德低温甲醇洗在设计中采用了副线阀门连锁的方式来确保尾气洗涤塔的安全，但是连锁的方式会造成尾气洗涤塔的短路，使得大量的甲醇被浪费，而且低温甲醇中溶解的二氧化硫和一氧化碳等有毒的气体也被直接排放到了空气中，造成了环境污染的问题。 3 林德低温甲醇洗冷量回收的优化措施 3.1 富甲醇冷却器进出口加副线
富甲醇冷却器的进出口加入副线之后，通过阀门就可以调节硫化氢浓缩塔中液相进入富甲村冷却器的量，这样即使发生冷量与热量协调失衡的问题，也可以保证富甲醇冷却器和其附属管道的安全，避免因为温度过低造成管道的冻坏。当然，这种改造也会造成有多余的能量进入到硫化氢浓缩塔中，因此为了避免这一问题出现，在贫甲醇冷却器的出口还可以增加酸性气冷却器，通过阀门来调节液相的进入量。
酸性气体的温度较高，它可以给硫化氢浓缩塔的液相升温，同时酸性气体自身的温度也有一定的下降。而且由于丙烯和循环水的使用，也降低了整个低温甲醇洗中冷量回收及循环的消耗，有利于提高经济的效益。当系统的负荷发生变化后，虽然整个系统的能量过剩，但是硫化氢浓缩塔的液相在到达富甲醇冷却器时温度还是会持续的下降，通过副线阀来吸收富甲醇塔的温度，可以有效的实现温度的控制，保证管道和设备的安全。同时，利用酸性气体来控制贫甲醇冷却器的温度，可以有效的减少循环水的用量，也保证了系统的正常运行，所以该种优化方案十分可行。
3.2 尾气洗涤塔蒸汽管线的配置
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
在上文的分析中提到了尾气洗涤塔很可能由于温度失衡而造成自身的设备冻坏问题，二氧化碳在进入尾气洗涤塔前配置蒸汽管线可实现尾气洗涤塔的失温保护。在二氧化碳尾气进入尾气洗涤塔前配置0.5兆帕的蒸汽管线，这样当系统发生温度失控时，蒸汽所携带的热量就可用于补偿，降低整个尾气洗涤塔的温度。在系统正常运行时，蒸汽阀门保持小出口排放的状态，需要保证设备放出的蒸汽处于热备的状态，一旦发生紧急情况，在短期内就需要用蒸汽管线来将二氧化碳的温度升高。采用这种措施，低温甲醇会有部分溶解在蒸汽中，随后进入尾气洗涤塔，因此脱盐水在进入塔釜之后，还需要送入甲醇水分离塔，这样能够减少甲醇资源的浪费，同时也有利于保护环境，减少有害气体的排放。当进入尾气洗涤塔的液相温度较低时，蒸汽管线阀门打开，这时二氧化碳的温度就可以很好的实现补偿，让蒸汽洗涤塔的温度低于零下40℃，可以有效的实现尾气洗涤塔设备及附属管线的保护。而且，二氧化碳中溶解的甲醇也会进入甲醇水分离塔进行分离，有效的实现了甲醇的回收利用，还有利于保护环境，因此该方案也十分可行。
从出现问题的本质来看，林德低温甲醇洗的冷量回收工艺往往是因为我国和国外的生产经营理念不同而导致的，所以在引进国外先进设备时出现了不适应的问题。因为我国的低温甲醇洗通常不是满负荷运行的，因此系统的冷量变化较大，而林德低温甲醇洗系统的操作弹性较小，所以在冷量的协调方面很容易出现问题，一旦系统的温度失衡就会造成设备冻坏及其附属管线冻坏的问题。所以，针对这些问题，一定要加强实际情况的考虑，并且针对性的进行设备改造，让国外的设备更好的应用于我国的化工生产中。 4 结语
林德低温甲醇洗在当前的化工中有着较为广泛的应用，它可以有效的去除工业生产中的酸性气体，减少工业生产对环境的影响，而且林德低温甲醇洗在冷量回收方面有着较大的优势，对于节约能源和保障生产的顺利进行都十分有利。然而由于林德低温甲醇洗的工艺较为复杂，所以其冷量回收的操作弹性较少，往往存在一定的问题。针对当前的实际情况，本文着重分析了林德低温甲醇洗在运行的过程中出现的系统负载变化导致的设备损坏和甲醇浪费、环境污染的问题，并且针对这些问题提出了富甲醇冷却器进出口加副线和尾气洗涤塔增加蒸汽管线的解决措施，希望可以借此来给林德低温甲醇洗的冷量回收工艺优化提供一定的方向，推动林德低温甲醇洗的发展，让我国的化工生产企业更好的引入国外先进技术。 参考文献：
[1]郭建民，李永亭.煤制天然气低温甲醇洗工艺改进与优化探讨[J].煤化工，2018，46（02）：10-12+16.
[2]曹彬，孙恺.低温甲醇洗能量平衡对比-含水率、热再生循环量、冷量三者关系的讨论[J].当代化工，2017，46 （06）：1156-1160+11.
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
[3]李柏良，赵丹.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用探讨[J].山东工业技术，2016（15）：2.
[4]朱世高，张雷.低温甲醇洗工艺及相关问题探究[J].化工管理，2016（21）：128+130. [5]崔倩.低温甲醇洗工艺的模拟与扩产改造方案研究[D].大连：大连理工大学，2016
