低温甲醇洗典型异常工况尾气硫含量模拟控制及优化

煤气化生产过程中,合成气中混杂有H_2S、CO_2等酸性气体,尤其是H_2S会造成后续工序中催化剂中毒和环境污染。低温甲醇洗是典型的依靠物理方法吸收酸性气体的净化工艺,对气体吸收具有很好的选择性。在低温条件下甲醇对H_2S等酸性气体具有较大的溶解度,而对合成气中的CO和H_2溶解度较小。因此低温甲醇洗技术被广泛应用于合成气的净化。但实际生产过程中,由于合成气组分含量差别或操作参数改变会使放空尾气中硫含量出现波动,对稳定生产造成一定影响,亟需对其波动原因及调控方案开展深入研究。以企业生产运行数据为基础,分析了原料煤和尾气中硫含量变化关系,利用Aspen Plus模拟软件对低温甲醇洗工艺流程进行了建模和全流程模拟,通过比较模拟值与实际生产值,发现吻合程度较好,获得了具有较高可靠性的模型。在模型可靠性研究的基础上,对尾气硫含量影响较大的2个工艺参数(即甲醇吸收塔中段甲醇回流率和CO_2解析塔塔顶温度)为优化对象,分析了甲醇吸收塔中段甲醇回流率、CO_2解析塔塔顶温度影响尾气硫含量的主要原因,及其对其他物料流股的影响。通过灵敏度分析工具,探索了进料中H_2S气体含量超标时3个典型异常进料情况下控制尾气硫含量的最佳操作条件。典型异常工况的优化条件为:1～3号异常工况进料中H_2S体积分数分别为0. 52%、0. 42%、0. 35%,甲醇回流率分别调整为58%、58%、59%,CO_2解吸塔顶温度调整为-57、-56、-55℃。