降低低溫甲醇洗工藝甲醇消耗技術(shù)改造

第31卷第3期石油化工應用Vol.31 No.32012年3月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONMar. 2012降低低溫甲醇洗工藝甲醇消耗技術(shù)改造可鵬,李榮,馬永賢(神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學(xué)工業(yè)分公司甲醇廠(chǎng),寧夏銀川750411)摘要:針對本廠(chǎng)低溫甲醇洗裝置甲醇消耗高的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究,并分別制定了相應的處理措施。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;甲醇消耗;原因;措施中圖分類(lèi)號:TQ223.121文獻標識碼:A文章編號:1673- -5285(2012 )03- 0094 -03本廠(chǎng)低溫甲醇洗工藝是由化學(xué)工業(yè)第二設計院設1.2 對酸性氣體夾帶 甲醇的分析計的七塔工藝流程，通過(guò)接收德士古氣化爐反應產(chǎn)生滿(mǎn)負荷下酸性氣體流量為500 m/h,出系統前經(jīng)過(guò)的粗煤氣，經(jīng)過(guò)3.5 MPa.-38 C的低溫甲醇的洗滌，- 個(gè)氣液分離器D- -0603,溫度為-30~-10 C,壓力為分步將H2S、COS、CO2等氣體吸收之后,把HS≤0.1108 kPa左右,從飽和蒸汽壓的數據分析,此處未產(chǎn)生m/m2'的凈化氣送至合成工段合成甲醇。該工藝運行蒸發(fā)浪費。 再經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的數據分析,酸性氣體中甲醇幾年來(lái),對HS的洗滌效果比較理想,但始終存在著(zhù)甲含 量低于50 mg/m',證明不存在蒸發(fā)浪費。醇消耗量偏高,最高時(shí)達到15 kg/t, 遠遠高于設計1.3對凈化氣體夾帶甲醇的分析7 kg/t 的標準。滿(mǎn)負荷下凈化氣流量為60 000 m2/h, 壓力高達3.3MPa左右,溫度為20C左右,且塔頂除沫器完好，1原因分析通過(guò)幾個(gè)月的分析,甲醇含量均低于50mg/m',因此此處也不存在浪費甲醇的可能性。在生產(chǎn)過(guò)程中，根據裝置運行的各項參數,對造成1.4 對甲醇水精餾塔的分析甲醇消耗高的原因進(jìn)行了分析論證,結果如下:該塔的進(jìn)料換熱器E -0613自2009年9月開(kāi)始內.1 對CO2尾氣夾帶甲醇的分析漏，塔底廢水中甲醇含量達到2 %左右，10月檢修拆滿(mǎn)負荷下CO2尾氣流量為30 000 m2/h 左右,用冷開(kāi)封頭 發(fā)現列管內漏,堵漏后投人運行,但從2009年卻后40 C低壓鍋爐給水洗滌,尾氣進(jìn)口溫度設計值為12 月至2010年3月先后出現了四次泄漏，經(jīng)過(guò)反復40 C,尾氣出口甲醇含量設計值為190 mg/m',但是通堵漏后 ,堵住的列管數量超過(guò)了全部的20 % ,不得不過(guò)幾次取樣分析發(fā)現,甲醇含量都在800 mg/m3左右，更換該換熱器。 針對泄漏的原因分析認為進(jìn)料的甲醇遠遠大于設計值。而后對尾氣洗滌塔的各項參數進(jìn)行水溶液中含有回收的噴淋甲醇,吸收原料氣中的H2S,分析,發(fā)現塔底溫度過(guò)高是主要原因,根據安托因公式當甲 醇和水混合后,H2S對碳鋼材質(zhì)的E -0613產(chǎn)生強計算(P=exp[16.5723- 36.5/// -4.29)),甲醇的溫度烈腐蝕 ,因此在以后的選材中,對E- 0613選用不銹鋼和飽和蒸汽壓的關(guān)系(見(jiàn)表1)。材質(zhì)。表1甲醇的溫 度和飽和蒸汽壓的關(guān)系在設備問(wèn)題處理完之后，塔項甲醇蒸汽中水含量溫度/C0..510152025303540以及塔底廢水中甲醇含量依然存在不合格的情況,在飽和蒸汽壓/kPa 3.95 5.40 7.30 9.76 12.9 16.8 21.8 27.9 35.4對該塔的各項參數進(jìn)行分析后，對該工藝進(jìn)行了重新優(yōu)化調節,將三段進(jìn)料改到下部18層塔板進(jìn)料,其余通常尾氣洗滌塔的壓力為30~ 40 kPa,溫度為20~參數( 見(jiàn)圖1)。30 C,從表1中數據看出洗滌塔溫度過(guò)高會(huì )造成甲醇1.5 對系統溫度偏高、循環(huán)量偏大的分析的蒸發(fā)浪費,是造成尾氣中甲醇超標的主要原因。低溫甲醇洗系統冷量的四個(gè)來(lái)源為冷凍站、閃蒸*收稿日期:2012-01-09第3期何鵬降低低溫甲醇洗工藝甲醇消耗技術(shù)改造9T10638 84C可以看出主要原因是塔底溫度過(guò)高導致的，只要降低甲醇蒸氣0溫度就行,但過(guò)低的溫度影響設備壽命,另外對后續甲甲醇3m2醇水塔的進(jìn)料溫度也有影響,還會(huì )加大能耗。因此需從兩方面著(zhù)手,- -方面適當加大塔頂洗滌水量,另- -方面T-060726需要適當降低塔底溫度才行。(直22針對加大洗滌水做以下調節,以下為2010年7月E-0613TI0637 85C18調整后報表數據統計(見(jiàn)圖2)。.甲醇、水9m'8一一洗滌水(m'/n)6十一: =排放氣甲醇一(x100mg/m")水8m’TI0642 124CP10609 170kPa日1 低溫甲醇洗工藝改造流程圖35791113151719212325 27 29 .(氣提)、冷卻水和節流,其中最主要的冷量是由冷凍站圖2洗滌水調節示意圖和閃蒸提供的。如果系統冷量不足,溫度上升,為了保從圖2中可以看出,洗滌水控制在7~8 m3左右對證凈化氣的合格,不得不通過(guò)加大甲醇循環(huán)量來(lái)保證，指 標控制比較合適。而甲醇循環(huán)量的加大則會(huì )造成溫度的進(jìn)一步升高 ,形其次針對塔底溫度做以下調節,以下為2010年8成惡性循環(huán),導致甲醇的浪費。月份調整后報表數據統計(見(jiàn)圖3)。2009年裝置運行過(guò)程中,發(fā)現氨冷器各出口溫度逐漸由原來(lái)的- -30 C上升到了-25 C,經(jīng)檢查發(fā)現氨冷3(器有內漏現象，導致甲醇和氨的換熱效果不良，利用大25=塔底溫度心-排放氣甲醇檢修對氨冷器進(jìn)行了處理，各氨冷器出口溫度恢復正20(x100 mg/m2)常。同時(shí)在處理過(guò)程中發(fā)現氨壓縮機出口的氣氨冷凝15器也存在內漏情況,進(jìn)行了列管堵漏。102010年裝置運行過(guò)程中,再次發(fā)現氨壓縮機出口5的氣氨冷凝器存在換熱效果不良，氨壓縮機系統壓力較高,負荷加不起來(lái),后期運行中兩臺壓縮機只能勉強713 15維持負荷20 %左右,導致低溫甲醇洗系統冷量嚴重不圖3塔底溫度調節 示意圖足。通過(guò)分析判斷,是氣氨冷凝器再次發(fā)生嚴重內漏所從圖3中可以看出，塔底溫度控制為11~14C左致,當檢修拆開(kāi)封頭后發(fā)現,該換熱器下部已經(jīng)被碳銨右對指標控制比較合適。結晶堵死,列管?chē)乐匦孤?更換后重新投用后，低溫甲(2)針對甲醇水塔超標的問(wèn)題,從工藝角度分析主醇洗各項指標恢復正常。要是塔底溫度和進(jìn)料位置的問(wèn)題。調整前塔底溫度為其次在I藝調整方面,主要從氣提閃蒸方面著(zhù)手，122 C左右,進(jìn)料位置在中部22層塔板,但是塔頂和CO2閃蒸塔的三段和H2S濃縮塔-二段分別采用低壓氮塔底經(jīng)常 出現超標現象,為了控制塔底指標合格,將塔氣氣提,氣提后的溫度分別為-58C和-49C,而設計底溫度提高到124C以上,同時(shí)為了保證塔頂的產(chǎn)品溫度是-65 C和-47 C,還有降低的空間。如果降低這質(zhì)量,將進(jìn)料位置改在下部18層塔板,增加了精餾段兩個(gè)溫度，將直接影響凈化氣的主洗甲醇和精洗甲醇的塔 板數。經(jīng)過(guò)此次調整,甲醇水塔各項指標恢復到了的溫度,在保證凈化氣合格的前提下,在- -定程度上降正常 范圍內。低甲醇循環(huán)量，為系統的優(yōu)化操作和節能降耗都有很(3 )針對系統溫度過(guò)高的問(wèn)題,一方面解決設備的大的幫助。問(wèn)題,另- -方面為了進(jìn)- -步降低溫度,加大了氣提氮氣的用量,適當提高了這兩個(gè)地方氨冷器的負荷,經(jīng)過(guò)一2措施制定段時(shí)間的摸索,CO2閃蒸塔的三段和HS濃縮塔二段(1 )針對尾氣洗滌塔甲醇超標的問(wèn)題，從以上分析(下轉第105頁(yè))方方數據.第3期方曦等防垢劑XCZ-1的合成及其性能評價(jià)研究105防垢時(shí)間:防垢率隨防垢時(shí)間增加而略有降低,當防垢參考文獻時(shí)間為10-35 h時(shí),防垢率在60 %以上。防垢時(shí)間達[1] 張宏祥. 氣井排水采氣過(guò)程中碳酸鈣垢的形成與防止[].50 h,防垢率降至58.75 % ,因此該防垢劑穩定性能較石油天然氣化工, 1993,22(1):29- -34. .[2]周本省. 工業(yè)水處理技術(shù)[M]，北京:化學(xué)工業(yè)出版社,好。1997,2.④防垢劑加量、防垢時(shí)間和防垢溫度不變,改變溶[3] 龍荷 云.循環(huán)冷卻水處理[M],南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，液pH值:溶液pH值為7~9范圍內,防垢率能保持在1984:205- -208.60%以上。而當pH值大于9時(shí),防垢率隨pH值的增4]孫海虹,鄧皓,張欣.油氣田除垢機理與應用技術(shù)探討[J].大迅速減小。斷塊油氣田，199,6(5):47.⑤防垢劑加量、防垢時(shí)間溶液pH值和防垢溫度[s] 尹先清等. 油田注入水碳酸鈣垢結垢機理分析與結垢預測不變,變化礦化度和成垢離子濃度:礦化度為10 536 mg/L、[J]石油勘探開(kāi)發(fā),2002,29(3):85-87.Ca*濃度為413 mg/L時(shí),防垢率達到88.33 % ,此礦化[6] 秦薇. 油田注水過(guò)程中的化學(xué)反應和離子調控方法研究度下防垢劑有優(yōu)良的防垢性能。礦化度達50 000 mg/L[D].西南石油學(xué)院碩士學(xué)位論文, 2005.[7] 岳萱,喬衛紅等.曼尼希反應與木質(zhì)素的改性[J].精細化以上后防垢效果急劇下降。工,2001,18<4):670- 672.(3)考察了十二烷基苯磺酸鈉對防垢性能的影響:[8]萬(wàn)道正. 曼尼希反應和曼尼希堿化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版在防垢劑加量為20 mg/L時(shí)，加入表面活性劑后垢的社，1986:18-28.狀態(tài)由粒狀變成了絮狀,防垢率提高5 %左右。該表面[9] SYT 5673- -93,油田用防垢劑性能評定方法[S].1993,2-3.活性劑與防垢劑復配后起到了一定的協(xié)同效應。[10] 陳集饒小桐,蔣小惠.波譜分析[M].成都:電子科技大(4)對XCZ-1的防MgCO3垢性能進(jìn)行評價(jià),當防學(xué)出版社,2003:37-101.垢劑加量為20 mg/L,70 C下恒溫25 h時(shí)防垢率為[11] 常建華,董綺功編著(zhù). 波譜原理及解析[M].北京:科學(xué)出71.36 %。版社,2005.(5)對XCZ-1的防BaCO,垢性能進(jìn)行評價(jià),當防[12] 鄧芹英,劉嵐, 鄧慧敏編著(zhù).波譜分析教程[M]北京:科垢劑加量為20 mg/L,70 C下恒溫25 h時(shí)防垢率為學(xué)出版社,2003.37.63 %。(上接第95頁(yè))的溫度降低到了-63 C和-54 C,使洗滌凈化氣的貧甲降低甲 醇生產(chǎn)成本約528萬(wàn)元。醇溫度由原來(lái)的-37 C降低到了- 41 C,使得同等負荷條件下,貧甲醇的循環(huán)量降低了10 m2/h左右,對降低參考文獻:甲醇消耗以及降低能耗方面都有-定作用。[1] 楊洪文,等.低溫甲醇洗尾氣組分的改善方案選擇[J].低溫和特氣,2004,2(1):21-23.3結語(yǔ)[2] 張曉軍.低溫甲醇洗裝置甲醇污染物分析[J]. 大氮肥,2002 ,25(3): 188-189.經(jīng)過(guò)改進(jìn)工藝和設備,使低溫甲醇洗工段的甲醇[3] 劉偉. 降低低溫甲醇洗工藝的甲醇消耗[J].小氮肥,消耗由最初的15 kg/t 降低到了5 kg/t,按照本廠(chǎng)一套2010,38( 10):16-17.裝置20000噸/月產(chǎn)量,每噸甲醇2200元計算,每年