低温甲醇洗系统2021年6月开始出现热再生塔闪蒸段压差上涨的问题，压差最高涨至0.04MPa(设计压差0.025MPa)，最严重时甚至导致上游气化系统憋压而变换气不得不放空。

一、低温甲醇洗系统工艺流程简介

某化工公司低温甲醇洗系统采用林德工艺包半贫液十塔(包括原料气洗涤塔、吸收塔、中圧闪蒸塔、解吸塔、热再生塔、甲醇/水分离塔、和尾气水洗塔)流程。变换气经洗氨塔除氨(氨含量＜0.1×10^－6)后送入原料气洗涤塔，在脱硫段、脱碳段被贫甲醇、半贫甲醇吸收后，合格净化气(CO₂含量≤0.2%，H₂S含量＜0.1×10^－6)经净化气/贫甲醇换热器管程与贫甲醇换热，再经原料气冷却器换热后送至甲醇合成系统;完成吸收的含碳甲醇和含硫甲醇分别进入中压闪蒸单元，闪蒸出甲醇富液中溶解的气体后进入CO₂解吸塔，解吸出CO₂的富甲醇液进入解吸塔H₂S浓缩段进行气提(H₂S浓缩段塔底富甲醇经富甲醇泵送入热再生塔，解吸出富甲醇中的H₂S酸性气送往硫回收系统，热再生塔塔底一部分贫甲醇送入吸收塔进行吸收，另一部分送入甲醇/水分离塔内分离贫甲醇中的水分，甲醇/水分离塔塔顶的甲醇蒸气送往热再生塔。解吸塔塔顶CO₂产品气送往CO₂压缩机压缩利用;解吸塔塔底H₂S浓缩段通过氮气气提，出口尾气进入尾气水洗塔，尾气经脱盐水洗涤后放空，底部含有甲醇的脱盐水再送往甲醇/水分离塔，甲醇/水分离塔分离出的废水送往污水处理系统或气化磨煤系统。

二、低温甲醇洗系统内氨的来源

（一）工艺气中氨的形成机理

低温甲醇洗装置工艺气中存有氨的原因主要有以下两种情况:一是，工艺气氢含量高，原料煤中含有的少量氮在还原性气氛下转化为氮气，加之多元料浆气化炉测压口有少量氮气送入气化炉内，氮气与氢气反应生成少量的氨存在于粗合成气中;二是，系统水循环过程中有部分变换冷凝液返回，变换冷凝液中夹带的氨返回了气化系统。

（二）工艺气中氨含量的影响因素

气化过程中引起粗合成气中氨含量变化的原因非常复杂，其影响因素大致有:①原料煤灰组成的影响——煤灰中含有少量金属盐类物，其有一定的催化作用，会加快氨合成反应速度，据理论分析及工业生产经验，一般情况下煤灰中铁含量越高、煤的灰熔点越低，越利于氨的生成，即粗合成气中氨含量越高;②气化压力的影响——氨的生成是体积缩小的反应，一般地，同等负荷条件下气化压力越高粗合成气氨含量越高，同等压力条件下负荷越高粗合成气量越大、氨总量越高;③工艺气中氮气浓度的影响——氮气浓度越高，越有利于氨的生成，原料煤种确定后工艺气中氮气浓度的主要影响因素是加入气化炉内的测压气体(氮气)的流量。

（三）低温甲醇洗装置工艺气中氨含量高的原因

从氨的生成机理来讲，在原料煤一致的情况下，气化系统粗合成气中氨含量应该不会有明显的差异;由于有部分变换冷凝液返回气化系统，从国内大多数大中型煤化工装置的实际运行情况来看，变换反应深度对变换冷凝液中的氨含量影响较大，变换装置粗合成气变换程度较深，其变换冷凝液中氨含量较高，变换冷凝液返回气化系统后与粗合成气直接接触，会导致工艺气中氨含量升高。

三、工艺气中氨含量的控制措施

（一）气化系统工艺气中氨含量的控制措施

1、气化炉测压口会有氮气送入气化炉内，氮气与氢气反应生成少量的氨，向气化炉内输送的氮气量越小、氮气分压越小，越不利于副反应向生成氨的方向进行，故在气化炉投料后要合理控制仪表保护氮气的进入量。

2、适当提高变换气水冷器的循环水量以降低变换气的温度，降低洗氨塔脱盐水温度至40℃以下并增大脱盐水量以提升洗氨效果，降低进入低温甲醇洗系统工艺气的氨含量。

（二）低温甲醇洗系统排氨及调控措施

1、采用业内普遍的排氨方式——提高酸性气冷却器出口温度，同时打开热再生塔回流罐排氨线，将氨随酸性气带出系统。

2、低温甲醇洗系统液相进行置换排氨，即通过在热再生塔回流罐底部导淋引流及在H2S分离罐底部引流排放甲醇的方式进行置换，同时根据系统甲醇损失情况补入精甲醇。

3、为保证下游硫回收系统的运行负荷及稳定运行，大部分操作人员会通过增加酸性气浓缩量来提高去硫回收系统的酸性气浓度，但此部分返回H₂S浓缩塔的酸性气也会将氨带回系统，导致氨在系统内循环而无法排出。为此，宜在满足硫回收系统最低酸性气浓度要求的同时适当降低酸性气浓缩量，以控制系统内的氨含量。

4、低温甲醇洗系统贫甲醇中水含量进行监控，2022年12月10日—14日连续5d对低温甲醇洗系统贫甲醇中水含量进行分析，每日取样分析3次，适当提高贫甲醇中的水含量可多吸收氨并在水分离过程中将氨解吸出来带出系统。因此，可通过适当增加热再生塔底去甲醇/水分离塔的贫甲醇量和适当降低甲醇/水分离塔蒸汽用量来控制贫甲醇中的水含量。采取上述排氨措施及对低温甲醇洗系统工艺操作进行调整后，该公司低温甲醇洗系统中的氨含量明显下降，热再生塔(T-3100X05)压差下降且基本趋于稳定，迄今已运行一年未出现大的波动。

四、结束语

低温甲醇洗系统存有氨是业内的普遍现象，氨对低温甲醇洗系统的影响主要是会在热再生塔再生后酸性气去硫回收系统前生成碳铵结晶而堵塞换热器或管线，这是业内普遍存在的问题，但不是氨对低温甲醇洗系统影响的唯一体现。该公司低温甲醇洗系统运行中出现的热再生塔压差上涨，目前业内类似问题时有发生，希望能给业内一些提示，也希望该公司为此采取的调控措施等能为业内提供一点参考与借鉴。

参考文献：

［1］谢晨阳．氨对低温甲醇洗系统运行的影响及调控措施［J］．云南化工，2021(5):15－19．

［2］于辉．低温甲醇洗系统氮氨结晶分析及控制［J］．中氮肥，2021，49(9):117－118.