摘要：基于低温甲醇洗技术的基本原理与工艺流程，以兖矿鲁南化工有限公司为例，详细介绍了低温甲醇洗技术在净化车间的应用及效果。通过规范操作要点，确保设备运行稳定、开停车有序。采用低温甲醇洗技术，既能有效脱除杂质，又能降低能源消耗，实现了尾气达标排放，废水循环利用。该技术为化工生产的高效、绿色发展提供了关键支撑。

　　关键词：低温甲醇洗；净化车间；气体净化；效果评估

　　0引言

　　在现代化工领域，气体净化是确保生产高效、环保的关键环节。随着环保要求日益严苛，企业纷纷加大节能减排的投入，引进先进的环保技术和设备，以减少污染物排放量，提高经济效益。低温甲醇洗技术凭借其独特优势脱颖而出。该技术在深度脱除杂质、高效回收有用气体方面表现卓越，不仅能提升产品质量，而且能大幅减少能源消耗与环境污染。本文将深入剖析兖矿鲁南化工有限公司在净化车间应用低温甲醇洗技术，实现绿色、可持续发展的气体净化新路径。

　　1低温甲醇洗技术原理与工艺流程

　　1.1基本原理

　　在特定低温（通常为-30～-70℃)和高压环境下，甲醇作为吸收剂，凭借其对不同气体溶解度的显著差异，可以有效脱除原料气中的杂质。其中，H2S、COS和CO2等酸性气体在甲醇中的溶解度远高于H2、CO等有用气体。例如，在-40℃时，H2S在甲醇中的溶解度约为CO2的5.9倍，是H2溶解度的2 540倍。这种溶解度差异使得甲醇能够选择性地吸收酸性气体。在吸收过程中，各气体分子与甲醇分子间的作用力主要为范德华力，区别于化学吸收中的化学键力。这一特性使得低温甲醇洗在吸收平衡曲线、热效应、温度影响、选择性及溶液再生等方面独具优势，为高效气体净化提供了坚实的理论基础。

　　1.2工艺流程

　　原料气（如来自甲醇变换的压力为3.3 MPa、温度为40℃的甲醇变换原料气）首先进入洗氨塔，通过40℃的高压锅炉水洗涤，将其中的NH3摩尔分数降至0.000 2％以下。随后，原料气喷射少量甲醇以防结冰，并在原料气换热器中与净化气、CO2产品气和尾气进行换热冷却。甲醇变换原料气在原料气换热器I中被冷却至-30℃,为后续吸收过程创造了适宜条件。冷却后的原料气进入洗涤塔下部的脱硫段，在此与富含CO2的甲醇液接触，脱除H2S、COS和部分CO2。然后，气体进入脱碳段，经贫甲醇液进一步洗涤，使净化气达到严格的质量标准（如x（CO2）＜0.002%,x（总硫）＜0.000 01％）[1]。净化气经换热回收冷量后送出，如送往甲醇合成新鲜气总管或液氮洗装置等。贫甲醇从热再生塔底部流出，依次经过热再生塔进料加热器、贫甲醇水冷器和贫甲醇深冷器等一系列换热设备。降温后，进入洗涤塔顶部作为吸收剂。吸收酸性气体后的富甲醇通过中压闪蒸、低压解析、氮气气提及热再生等步骤，实现甲醇的循环利用和酸性气体的富集回收。例如，中压闪蒸塔出口的闪蒸气经处理后回收，热再生塔塔顶得到的酸性气送往硫回收工序。整个工艺流程各环节紧密相连，确保了低温甲醇洗技术的高效、稳定运行。

　　2低温甲醇洗技术在净化车间的操作实践

　　2.1设备操作要点与规范

　　以离心泵为例，开泵前需全面、细致地检查泵体及周边环境，保证油杯内润滑油充足且油质合格，密封罐甲醇液位处于正常范围。同时，确认进出口阀门状态无误。启动时，严格监控出口压力、电流及泵体运转情况，确保启动过程平稳。停泵时，必须按规定顺序关闭阀门，防止泵体损坏。日常运行期间，密切关注轴温、油位、虹吸罐压力、液位以及冷却水等参数，确保设备始终处于最佳运行状态。备用泵要随时处于备用状态，保持操作温度，通过合理控制进出口阀门及旁路阀，确保泵体内部液体循环正常，防止叶轮反转等异常情况。

　　压缩机的操作同样至关重要。闪蒸气压缩机和氮气压缩机开车前，需全面检查电器和仪表装置，确保润滑油系统正常运行，包括油位、油温和油压等参数符合要求。同时，对冷却水上水进行排气操作，防止气阻影响冷却效果。开车过程中，严格控制压力、温度和流量等关键参数，定时巡检设备运行状况，及时发现并处理异常情况。停车时，按照规定程序操作，确保系统压力平衡，防止设备因压力骤变而受损。此外，针对压缩机的常见问题，应制定针对性的处理措施，确保压缩机安全稳定运行，为整个低温甲醇洗系统提供可靠的动力支持。

　　2.2系统开停车方案与优化

　　大检修后开车，首先要完成系统吹除、气密试验、置换和露点分析等一系列准备工作，确保系统内部清洁、无泄漏，且达到开车条件。然后，依次进行氮气充压，如将T3101塔系统压力设定为3.14 MPa、T3108塔系统压力设定为3.23 MPa等，充压速度控制在0.1 MPa/min以内，防止压力波动对设备造成损害。甲醇导入过程中，要密切关注各塔罐液位变化，并控制流量，确保液位稳定。在系统冷却阶段，严格控制制冷系统的丙烯进料，调节各冷却器液位，使系统降温速度不大于2℃/h，防止温度骤变引起设备应力集中[2]。热再生塔开车时，投用水冷器和再沸器，控制蒸汽流量和塔内液位，确保甲醇再生效果。甲醇/水分离塔开车时，及时调节脱盐水流量和蒸汽流量，控制塔内压力和温度，保证甲醇和水的分离效果。变换气导入过程中，逐步调节各塔的压力和流量，确保系统平稳运行。如T3101塔导气时，先调节PV3175压力，再缓慢开启进口阀门，控制导气速度。送气阶段，根据净化气质量分析结果，逐步将合格气体送往后续装置，确保系统顺利开车。停车操作则需根据停车类型（计划停车、短期停车或紧急停车），按照相应程序执行。如计划停车时，按步骤切气、停泵，并关闭阀门，排尽系统内甲醇。同时，要控制好各塔的液位和压力，确保停车过程安全、有序，为下次开车做好准备。

　　3低温甲醇洗技术的应用效果评估与分析

　　3.1净化效果评估

　　以某一典型运行周期为例，原料气中的x（CO2）高达33.452 9％，x（H2S+COS）为0.171 8％。经过低温甲醇洗工艺处理后，净化气中的x（CO2）降至<0.002％，x（总硫）＜0.000 01％，杂质脱除率极高。在实际生产中，采用先进的在线分析仪表和定期手动分析相结合的方式，对净化气质量进行实时监控。通过在线分析仪表，如AT-3111、AT-3112等，可快速、准确地检测出净化气中CO2浓度和总硫浓度，确保其始终控制在严格的工艺指标范围内。手动分析则作为补充手段，对特定成分进行更详细的检测，如通过气相色谱法对净化气中的x（CO2）、x（H2S+COS）和x（CH3OH）进行定期检测，进一步验证净化效果。

　　3.2能源消耗与成本分析

　　在能源消耗方面，低温甲醇洗技术通过优化甲醇循环量、合理控制蒸汽用量等措施，实现了能源的高效利用。甲醇循环量与系统能耗密切相关，在实际操作中，根据原料气负荷和净化要求，精确调整甲醇循环量[3]。当原料气流量在一定范围内波动时，通过增加或减少甲醇循环泵的运行台数，以及调节各塔段甲醇流量控制阀的开度，可以使甲醇循环量与气体负荷保持合理的比例，一般甲醇循环量比气体负荷大5％～10％。通过这种方式，有效降低了泵的功耗，减少了丙烯冷却器的负荷，从而降低了整体能源消耗。热再生塔再沸器的蒸汽流量对甲醇再生效果和能耗有着重要影响。在正常运行时，根据再生甲醇中的硫含量和系统热平衡情况，合理调整蒸汽流量。当再生甲醇中的硫含量较低时，适当降低蒸汽流量至接近设计值的下限，避免蒸汽浪费。当硫含量升高时，及时增加蒸汽流量，确保甲醇再生完全。

　　3.3环保效益评估

　　对尾气中的H2S、甲醇等污染物质量浓度进行严格检测，均低于国家排放标准。通过对尾气排放口的在线监测设备（如AT-3180A、AT-3181A等）进行实时监测，并定期手动取样分析，确保尾气中ρ（H2S）≤10 mg/m3、ρ（甲醇）≤50 mg/m3。在实际运行中，通过优化尾气洗涤塔的操作参数，如调整脱盐水流量、废水流量和尾气流量的比例，可以提高尾气的洗涤效果，进一步降低污染物排放量。在废水处理方面，甲醇水分离塔排出的废水经过处理后，甲醇质量分数降至极低水平（<0.5%）。处理后的废水部分回用于尾气洗涤塔，实现了水资源的循环利用，减少了新鲜水的消耗。通过对废水处理系统的严格监控，如对甲醇/水分离塔底部废水的甲醇含量、pH值等指标进行定期检测，及时调整处理工艺，保证废水达标排放。

　　4结语

　　低温甲醇洗技术在净化车间的应用成效显著，其原理科学，流程完善，在操作实践中设备运行稳定，开车、停车有序。净化效果上，杂质脱除率高，保障了后续工艺及产品质量。能源消耗方面，通过优化甲醇循环与蒸汽用量等措施，可以有效降低成本。环保效益突出，实现了尾气达标排放，废水循环利用。该技术为化工行业提供了高效、经济、环保的气体净化方案，有助于推动化工行业实现可持续发展。

　参考文献

　　[1]王涛，刘夫瑞，高吉慧.低温甲醇洗装置运行中出现的问题[J].氮肥技术，2023，44（2）：31-35.

　　[2]常亮，梁慧.低温甲醇洗净化装置尾气CO2排放流程优化改造[J].氮肥与合成气，2020，48（5）：9-11.

　　[3]杨延.提高低温甲醇洗工序二氧化碳解吸塔压力的运行总结[J].中氮肥，2014（6）：24-25.