低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運初探

2007年6月大色配.Jun.2007第30卷第3期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.30 No.3低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運初探任軍平(中石化巴陵分公司合成氨部,湖南岳陽(yáng),41403)摘要分析低溫甲醇洗裝 置高中壓系統充壓介質(zhì)來(lái)源.主甲醇泵密封氮氣來(lái)源及系統脫鹽水溫度升高對水聯(lián)運質(zhì)量的影響,提出解決上述問(wèn)題的創(chuàng )新思路,介紹水聯(lián)運過(guò)程控制及創(chuàng )新方法的應用。關(guān)鍵詞低溫甲醇洗水聯(lián)運創(chuàng )新效果水聯(lián)運是低溫甲醇洗裝置原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中的口氣相操作壓力為0.07MPa、下塔為常壓, T-重要環(huán)節,是人們研究的重要課題。目前,國內配●2204/2205 出口氣相操作壓力0.12MPao T-2201、套低溫甲醇洗裝置的大型化工裝置一般都帶有大T-2202、T-2203、T-2206及各自相關(guān)設備組成冷區;型空分,用空分開(kāi)車(chē)來(lái)進(jìn)行低溫甲醇洗裝置水聯(lián)T-2204/2205及各自相關(guān)設備組成熱區。運,消耗大且受空分開(kāi)車(chē)進(jìn)度的制約,低溫甲醇洗裝置不能充分進(jìn)行水聯(lián)運,達不到全面試車(chē)和鍛2低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運過(guò)程中遇到的問(wèn)題煉隊伍的目的。巴陵“煤代油"工程在提高低溫甲低溫甲醇洗裝置進(jìn)行水聯(lián)運的必要條件之一醇洗裝置水聯(lián)運質(zhì)量上進(jìn)行了初步探索。是必須將高、中、低壓系統建立- -定的操作壓力。一般情況下 ,用氮氣作為充壓介質(zhì),同時(shí)水聯(lián)運過(guò)1巴陵"煤代油”工程及 低溫甲醇洗裝置簡(jiǎn)介程中高壓系統會(huì )有部分氮氣溶解在脫鹽水中并在巴陵“煤代油”工程由合資部分(中石化、Shell中、低壓系統釋放,因此需連續向高壓系統補充氮各占50%股份,以下簡(jiǎn)稱(chēng)JV)和內資部分(以下簡(jiǎn)氣。由于JV與配套部分中交時(shí)間不- -致, JV空稱(chēng)配套)組成,它是中石化以石腦油為原料的三大分未能按期開(kāi)車(chē),同時(shí)空分裝置運行費用相當高, .化肥裝置改變原料路線(xiàn)的示范工程。JV主要由不可能長(cháng)時(shí)間開(kāi)車(chē)，高.中壓系統無(wú)合適的氮氣充煤貯運、磨煤、空分及氣化裝置組成，氣化采用壓和連續的氮氣補充。Shell 煤氣化技術(shù),配備48000m2/h 大型空分裝低溫甲醇洗裝置主甲醇泵均采用雙端面密置;配套部分主要由耐硫變換、低溫甲醇洗、甲烷封,各泵帶有密封液罐,通過(guò)液體介質(zhì)(白油或1:化、新建冰機及合成(合成回路由1100/d擴能到1的乙二醇和水的溶液)外循環(huán),將機械密封產(chǎn)生1320t/d)裝置組成。低溫甲醇洗裝置是配套部分的熱量帶走并起到潤滑機械密封的作用。正常運的核心裝置,該裝置采用魯奇工藝六塔流程,是目行時(shí)各甲醇泵密封液罐必須建立一定的操作壓前國內在建最大低溫甲醇洗裝置之- , 設計處理力,否則將損壞甲醇泵。各甲醇泵中,除硫化氫吸酸性氣體能力260000m2/h(其中CO2 體積比收塔進(jìn)料泵(P-2201A/B)密封液罐帶有氣囊外,其40.4%),主甲醇循環(huán)量452th貧甲醇。本裝置余各泵需連續向密封系統充氮,其中再吸收塔循硫化氫吸收塔、二氧化碳吸收塔(T-2201/2202)及環(huán)泵(P-2202A/B).二氧化吸收塔進(jìn)料泵(P-相關(guān)設備為高壓區,出口氣相操作壓力2.82 MPa2204A/B)控制壓力分別為0.5~ 0.7MPa.0.6~(以下均為表壓);中壓閃蒸塔(T-2206)及相關(guān)設收藊日期:2006 10-08;收到修改稿日期200704-28。備為中壓區,出口氣相操作壓力1.4MPa;二氧化作者簡(jiǎn)介;任軍平,男,1972年出生,工程師,200年畢業(yè)于湖碳再吸收塔、熱再生塔、甲醇/水分餾塔(T-2203/南大學(xué)工業(yè)管理工程專(zhuān)業(yè),現為中石化巴陵分公司合成氨部生產(chǎn)2204/2205)及相關(guān)設備為低壓區, T-2203上塔出主管。聯(lián)系電話(huà):0730-85367。第3期任軍平.低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運初探1930.8 MPa,因此正常生產(chǎn)時(shí)從JV引0.7MPa專(zhuān)用氮2208A-H)管殼程進(jìn)行,換熱介質(zhì)均為系統內脫鹽氣作主甲醇泵密封氮氣,JV空分不開(kāi)車(chē)則相關(guān)甲水,因此各泵做功產(chǎn)生的熱量無(wú)法移走,脫鹽水溫醇泵無(wú)合適的密封氮氣來(lái)源。度升高很快。隨著(zhù)水溫升高,系統腐蝕加劇,同時(shí)本裝置熱再生塔出口貧甲醇不經(jīng)水冷卻器冷冷區溫度過(guò)高對低溫設備有負面影響，因此系統卻,直接與熱再生塔入口富甲醇換熱。水聯(lián)運過(guò)脫鹽水溫度控制是水聯(lián)運過(guò)程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)。程中脫鹽水的換熱主要在貧/富甲醇換熱器(E-本裝置水聯(lián)運主循環(huán)回路如圖1。C T-2204 ] P-2204 ]一-E-2208H-A充園 +E-2207管圖G -202上0]E-2202塔釜]--E 2205營(yíng)程]←T-2202中部}E-2209營(yíng)程 1T-2206上塔T-2203上塔}TT-2206下塔一七 T-2201- C E-2206]C P-2201 ]TC-2203中部} L P-2202 +E-2200程]一 T-2203塔金]一 C P-2203 ]C T-2204- ]-- E 208-管圖一[E-2205元程圖1水聯(lián)運 主循環(huán)回路流程3低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運過(guò)程中的創(chuàng )新改造,見(jiàn)圖3。本階段水聯(lián)運在不同壓力下進(jìn)行,3.1 甲醇泵密封氮氣來(lái)源各部分壓力控制參數如表1。2006年4月上旬,開(kāi)始對甲醇泵進(jìn)行單機試出222 -一既票呢解|車(chē),根據甲醇泵廠(chǎng)家提供的數據，密封氮氣消耗較少,認為將高壓鋼瓶氮氣減壓作為相關(guān)甲醇泵密公用工程部2001m'、400m氮氣250-JB封氮氣是比較理想的選擇，先對相關(guān)甲醇泵配置儲罐低樂(lè )氣氣了臨時(shí)密封氮氣管線(xiàn),并將臨時(shí)管線(xiàn)各個(gè)接口焊JIV現有200m2 1液氮儲罐液氮接處理后進(jìn)行氣密試驗,確保無(wú)泄漏點(diǎn)。4月10虛線(xiàn)為新配管線(xiàn);E -222為中壓氤氣冷卸器日對P-2203A進(jìn)行了單機試車(chē),通過(guò)減壓閥控制圖3氮氣系統改造流程密封氮氣壓力在0.5 MPa,試車(chē)時(shí)密封壓力穩定。表1各部分壓力控制參數MPa水聯(lián)運過(guò)程中1個(gè)有效氣體6.0m3的氮氣鋼瓶連續使用時(shí)間為20d左右,很好的解決了甲醇泵密項目高壓中壓熱再生再吸收塔系統系統.上/下塔封氮氣來(lái)源問(wèn)題。水聯(lián)運過(guò)程見(jiàn)圖2。操作指標1.70-2.6 0.9-1.4 0.05-0.1 0.07/常壓設計指標.2.820.120.07/常壓減4-4050-0.7MP-2202AB]本次水聯(lián)運主要是在一定壓力條件下,對各在壓鋼瓶氮- x.9.4-0.6MP~[ P20AB甲醇泵進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試車(chē),對儀表系統、調節閥及聯(lián)鎖40.6-0.8MP. -P-2204AVB]進(jìn)行在線(xiàn)調試,并沖洗系統。根據本裝置各塔安圖2水聯(lián)運過(guò)程裝后未進(jìn)行清洗,為減少系統的腐蝕和雜質(zhì)對相3.2 高、中壓系統充壓介質(zhì)來(lái)源及水聯(lián)運控制關(guān)設備的損害,并降低高壓氮氣消耗,采取以下控魯奇工藝建議低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運用氮氣制措施:①降低高、中壓系統操作壓力,高壓系統作充壓介質(zhì),用脫鹽水循環(huán)，并控制好脫鹽水溫度控制在1.7~ 1.9 MPa,中壓系統控制在0.9 MPa左不應過(guò)高。JV空分未開(kāi)車(chē)，高、中壓系統充壓介右;②采取間斷運行方式,當系統水溫升高較快時(shí)質(zhì)只能尋找其他來(lái)源,在尋找充壓介質(zhì)過(guò)程中分停止循環(huán)并整體更換脫鹽水,達到清洗系統并降2個(gè)階段,裝置共進(jìn)行了2個(gè)階段水聯(lián)運。低系統中脫鹽水溫度的目的，控制熱區脫鹽水溫1)第1階段水聯(lián)運充壓介質(zhì)來(lái)源及控制。度在50C以下,冷區脫鹽水溫度35C以下;③將本階段水聯(lián)運用分公司化工區高壓氮氣對高、中液相部分2臺繞管式換熱器甲醇循環(huán)冷卻器(E-壓系統充壓。將8.0~ 10.0MPa的高壓氮氣減壓2205)、再吸收塔甲醇/貧甲醇換熱器(E-2207)同至3.5MPa后引人中壓氮氣管網(wǎng)，對甲醇洗裝置系統隔開(kāi)。高、中壓系統充壓。為此對中壓氮氣管網(wǎng)進(jìn)行了本次水聯(lián)運加強了系統過(guò)濾網(wǎng)的清洗并加大194大氛阻2070年第30卷了排放力度,在各泵入口及各導淋排放系統脫鹽度情況。水。對儀表系統進(jìn)行了全面調試。水聯(lián)運結束表2連續運行過(guò)程中系統脫鹽水溫度后,各塔開(kāi)人孔檢查,系統整改,繞管式換熱器同時(shí)間71-22101-2292系統相連,各人孔封閉后全系統用低壓氮氣置換60.72006-07-3141.260.8保護。2006-08-0141.360.1本次水聯(lián)運以間斷運行為主,系統脫鹽水溫2006-08-0243.661.6度升高時(shí)停止循環(huán),整體或部分更換脫鹽水,以清2006-08-0344.862.5200608-0446.063.6洗系統并降低脫鹽水溫度。為檢驗裝置,作了2006-08-0564.572h連續運行,連續運行時(shí)通過(guò)加大排放量并用2006-08-0646.565.92006-08-0767.0溫度較低的脫鹽水置換、調整循環(huán)量等措施來(lái)控制系統脫鹽水溫度的正常,系統中P-2204出口脫在連續220h不間斷運行過(guò)程中,多次多點(diǎn)取鹽水溫度最高,從P-2204二級出口連續排放部分樣分析系統脫鹽水濁度,均穩定在2.5mg/L左溫度較高的脫鹽水。脫鹽水排放流程見(jiàn)圖4。右,溫度控制滿(mǎn)足了要求。不間斷運行結束后系rV← 岡比--2204-一界爾統排水并重新進(jìn)脫鹽水運行8h后排水干燥。為降低脫鹽水消耗,在根據脫鹽水溫度控制L D-肉v4-L-2205→匠卵好排放量的同時(shí)將“煤代油”裝置試車(chē)時(shí)產(chǎn)生的蒸圖4脫鹽水排放流程汽冷凝液收集在脫鹽水箱中作為水聯(lián)運時(shí)的補充本次水聯(lián)運過(guò)程中,熱區脫鹽水溫度最高為用水。.55C ,冷區最高為40C。水聯(lián)運過(guò)程中,多點(diǎn)多次取脫鹽水分析,濁度己降至6.0mg/L,達到了水4取得的效果聯(lián)運結束的標準。本次水聯(lián)運對儀表系統作了進(jìn)采取相關(guān)措施后,大大提高了低溫甲醇洗裝- -步調試。連續運行結束后系統卸壓整改。置水聯(lián)運質(zhì)量,低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運時(shí)間前后2)第2階段水聯(lián)運充壓介質(zhì)來(lái)源及控制。延續近4個(gè)月,達到了低溫甲醇洗裝置全面試車(chē)本階段水聯(lián)運用250-JB(分公司現有空氣壓縮機，和鍛煉隊伍的 目的,水聯(lián)運過(guò)程中共發(fā)現設計、施最高出口壓力4.9MPa,最大流量800m2/ho)出口工及機、電、儀等方面問(wèn)題150多項,為裝置進(jìn)甲.壓縮氮氣對高、中壓系統充壓。先對250-JB和低醇和接受變換氣創(chuàng )造了條件。由于未采用JV大壓氮氣系統進(jìn)行改造,使250-JB能壓縮低壓氮氣空分開(kāi)車(chē)進(jìn)行低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運,節約了大并確保穩定的低壓氮氣供應。低壓氮氣來(lái)源有2量試車(chē)費用。如以JV空分裝置最低負荷連續運部分:①將公用工程部現有的2個(gè)低壓氮氣儲罐行20d為計算基礎數據,空分裝置費用只計算其(200m2、400m2)中的低壓氮氣引人250-JB;②外購中壓蒸汽消耗223t/h, 中壓蒸汽135元/,氮氣液氮儲存在JV現有200m'儲罐中,通過(guò)加壓并氣0.7元/m',液氮1200 元/t, 250-JB功率190kW,化成低壓氮氣后經(jīng)事故氮氣和低壓氮氣管網(wǎng)引人250-JB累計運行400h,電0.5元/kWh。節約費用250-JB。用液氮氣化并經(jīng)250-JB加壓后向高壓系如下:①空分消耗中壓蒸汽費用223x24x20x統充壓,確保了穩定的中壓氮氣來(lái)源,大大提高了135 = 14450400(元);②消耗化工區高壓氮氣費用水聯(lián)運質(zhì)量。本階段水聯(lián)運高壓系統壓力基本維60000x 0.7 = 42000(元);③消耗小空分中壓氮氣持在正常操作壓力。費用190 x 400x0.5 + 60000x0.7= 80000(元);④本階段水聯(lián)運采取間斷與連續運行相結合，消耗液氮費用 50x 1200= 600(元);⑤氮氣系統并進(jìn)行了220h不間斷運行,以全面檢驗裝置。連改造費用20000(元);⑥本案水聯(lián)運節約費用約續運行時(shí)主要采取控制排放量和調整循環(huán)量來(lái)控為:①-(②+③+④+⑤)≈140(0萬(wàn)元)。制脫鹽水溫度,表2為2006年7月29日至8月7低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運,高壓系統充壓介質(zhì)日裝置連續運行過(guò)程中系統脫鹽水溫度情況,其來(lái)源是值得關(guān)注的課題,無(wú)論新建還是改擴建企中T-2229為P-2204出口溫度,T1-2210為T(mén)-2201業(yè),利用現有資源創(chuàng )造水聯(lián)運條件,縮短大型空分主洗段出口溫度,以上2點(diǎn)溫度代表了熱、冷區溫裝 置開(kāi)車(chē)時(shí)間或停開(kāi)大型空分裝置,是提高低溫第3期任軍平.低溫甲醇洗裝置水聯(lián)運初探195甲醇洗裝置水聯(lián)運質(zhì)量,降低試車(chē)費用的重要舉措。ABOUT WATER CIRCULATING OPERATION OF RECTISOL PLANTRen Junping(Ammonia Department of Baling Branch Co ., SINOPEC , Yueyang ,414003)Abstract Analyzes the sources of pressurized medium in the HP&MP systems of Rectisolplant, the sources of sealed nitrogen in the main methanol pump as well as the efect of desaling wa-ter temperature rise on the operation quality with water circulation, put forwards innovative proposalsto solve the problems mentioned above, and presents the process control of operation with water cir-culation and the application of the innovative method.Key words: Rectisol, operation with water circulation ，innovation , result山東財富化工大化肥項目動(dòng)工興建由上海和青島客商、山東迪爾安裝公司、山東華陽(yáng)集團等共同投資興建的山東財富化工有限公司年產(chǎn)300kt合成氨<520kt尿素項目2007年4月30日舉行了奠基儀式,該項目建設在山東泰安市寧陽(yáng)縣磁窯鎮華陽(yáng)工業(yè)園區,總投資12億元,計劃分兩期建設。一期工程投資3.6億元,建設年產(chǎn)180kt合成氨、150kt尿素項目。項目全部竣工投產(chǎn)后,每年將新增銷(xiāo)售收入9億元,利稅9000萬(wàn)元。寧陽(yáng)縣煤、金、鉛、鐵礦石、鉀長(cháng)石、石英石、水晶石、云母等礦產(chǎn)資源十分豐富,其中,煤炭?jì)α?x10t以上,可利用水資源2.4x10m',交通便利,華陽(yáng)工業(yè)園區已基本實(shí)現“七通一平”,吸引了國內外大批客商進(jìn)區投資經(jīng)營(yíng)。該項目的實(shí)施對于完善園區產(chǎn)業(yè)鏈條,拉動(dòng)關(guān)聯(lián)項目發(fā)展有著(zhù)重要的作用，整個(gè)工業(yè)園區內將形成”原料區內供,產(chǎn)品區內銷(xiāo)”的循環(huán)發(fā)展局面,為打造既有規模效益,又有集約效應的化工產(chǎn)業(yè)集群奠定了堅實(shí)的基礎。汪家銘氮肥工業(yè)節能減排取得成效氮肥工業(yè)是耗能較大的產(chǎn)業(yè),2006年全行業(yè)551家企業(yè)年耗天然氣109.6x 10°m',占全國天然氣總產(chǎn)量的18.7% ;耗無(wú)煙謀42.334 Mt(折標),占全國無(wú)煙煤總產(chǎn)量的22. 1%;耗電646.9x 10°kWh,占全國發(fā)電總量的2.28%。全國1000家重點(diǎn)耗能大戶(hù)中,氮肥企業(yè)就占了160多家。氮肥工業(yè)又是污染物排放量較大的行業(yè),化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫等排放量都比較大,每年水污染物排放909kt,排水量21.3x 109 m3。.通過(guò)推廣污水霉排放等技術(shù),目前氮肥行業(yè)在環(huán)保方面取得很大成效。全國所有氮肥企業(yè)基本上都能做到水污染物達標排放,特別是三河、三湖及三峽庫區等水污染防治重點(diǎn)流域的氦肥企業(yè)污染治理成效顯著(zhù)。過(guò)去靠近江、河、湖泊的氮肥廠(chǎng),每噸合成氨耗直流水400 ~ 500m',目前大部分工廠(chǎng)可以達到《合成氨工業(yè)水污染排放標準>噸氨排放10~ 50m}水的要求，先進(jìn)企業(yè)的排水量已降至3~5m3。廢氣、廢渣基本得到回收利用,很多企業(yè)在尾氣回收氫、一氧化碳、二氧化碳的基礎上發(fā)展了雙氧水、碳酸二甲酯、二甲基甲酰胺、聯(lián)醇和一-些加氫產(chǎn)品。錢(qián)伯章