解析氣入氣化爐流量波動(dòng)的原因及解決方法

Vol.32 No.12石油化工應用第32卷第12期Dec.2013PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION2013年12月解析氣人氣化爐流量波動(dòng)的原因及解決方法楊天岡(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川 750021)摘要:焦爐氣綜合利用是一項改善環(huán)境,提高資源利用率的有益項目,通過(guò)對造成解析氣流量波動(dòng)原因的分析,相應解決措施的實(shí)施,解決了解析氣流量波動(dòng)問(wèn)題,實(shí)現了解析氣穩定并入,保證了裝置安全穩定運行。關(guān)鍵詞:焦爐氣;解析氣;氣化爐;液氮洗尾氣;脫硫罐doi:10.396/j.sn.1673- -5285.2013.12.029中圖分類(lèi)號:TQ546文獻標識碼:B文章 編號:1673- -5285(2013 )12-0115-03內蒙古烏海市焦炭企業(yè)眾多,生產(chǎn)過(guò)程有大量焦主要組分取 2013年實(shí)際值(NG 配氣站取樣點(diǎn)A1,取爐氣產(chǎn)生。焦爐煤氣利用率很低,一般被送 至火炬系統平均值):體積百分比。燃燒放空或者直接排放。排放的焦爐氣中含有萘、苯、銀1 天然氣組分表(g/m')焦油等有毒有害物質(zhì),其排放量超出了國家排放標準CH,CH。CO2N2HzH2O數千倍,嚴重影響了當地居民及周邊城市環(huán)境。焦爐氣94.3409 3.223636 0.6118 0.6618 1.264 5252中又含有H2、CH4.CO.CO2等,H2含量為50 %~60 %，1.2 液氮洗尾氣組分CH4含量為25 %~30 %,熱值為4 041 kcal/cm',是合成化肥一廠(chǎng)合成氨裝置脫除CO利用液氮洗，其中氨的好原料。為提高資源利用率,改善環(huán)境,緩解化肥液氮洗尾氣中含有一 部分CO.CH,等有效氣組分。將裝置天然氣供應不足的矛盾,寧夏石化公司2011年啟液氮洗尾氣通過(guò)壓縮機4116-K2提壓后,送天然氣壓動(dòng)焦爐氣綜合利用，用焦爐氣部分替代天然氣作為生縮機入口, 與天然氣混合后,替代-部分天然氣作為氣產(chǎn)合成氨的原料氣?；癄t的原料之- - 。隨進(jìn)氣化爐原料氣組分的變化，液氮焦爐氣分離崗位的主要任務(wù)是將來(lái)自烏海來(lái)峰站洗尾氣組分變化較大,設計指標(見(jiàn)表2、表3)。的3.0 MPa的焦爐煤氣,采用變壓吸附技術(shù)將其分離表2液氮洗尾氣組分設計指標(體積/% )成富氫氣和富甲烷氣(解析氣),富氫氣通過(guò)加氫催化平均值COHH2Al脫氧等壓干燥得到高純度產(chǎn)品氫氣，經(jīng)壓縮機提壓后1.1-8.145.192.7919.396.8331.80作為合成氨的原料氣和燃料氣。表3液氮洗尾氣組分實(shí)際指標(體積/%)|末站制氫高家S脫氫產(chǎn)品寒氫壓機8.OMPs 二化CO .CH1.1~8.134.7710.048 2.7919.65642.7353.0MPa解析氣壓縮機4.2MPe。1.3解析氣組分圖1裝置流程框困解析氣是從烏海送來(lái)的焦爐氣,經(jīng)過(guò)PSA變壓吸1進(jìn)氣化爐三股原料氣及簡(jiǎn)要流程附分離出氫氣后,剩余部分。將解析氣通過(guò)解析氣壓縮機4120 -K3/K4提壓后,送天然氣壓縮機人口,與天然1.1天然氣組分氣混合后,替代一部分天然氣作為氣化爐的原料之一。天然氣是寧夏石化合成氨的主要原料氣，天然氣解析氣主要組分( 見(jiàn)表4)。中國煤化工YHCNMH G*收稿日期:2013-10-23116石油化工應用2013年 .第32卷表4解析氣組分表1.4進(jìn)氣化爐簡(jiǎn)要流程序號組分名稱(chēng)單位值從界區來(lái)的主原料氣天然氣,壓力2.5 MPa,溫度H2%(V)16.7540 C;41 16-K2來(lái)的液氮洗尾氣,壓力3.8 MPa,溫度CH443.3640 C;焦爐氣解析氣4120-K3/K4,壓力3.5 MPa,穩定8.640 C;將以上三股物料匯合后直接進(jìn)人天然氣壓縮機017.344112-K1/K2進(jìn)行提壓,提壓到9.4~10.6 MPa,進(jìn)入氣CO28.76化爐進(jìn)行反應(見(jiàn)圖2)。CHN5.102氣化接入焦爐氣存在的問(wèn)題D20.00H2O10.00從啟動(dòng)焦爐氣項目,到設備安裝歷時(shí)- -年多,到合計100.002013年4月完成了裝置的穩定試車(chē)運行。分別向用戶(hù)[天然氣x-4112-KI1K2D4112-V17A4112-V17B4116PICA20A4112FCV21244116-K24120-3K4 ]圖2進(jìn)氣化爐流程圖-套,二套輸送產(chǎn)品氫氣,解析氣,由于提壓輸送設備炸的危險; 后進(jìn)入CO變換爐使變換爐內的變換觸媒為往復式壓縮機,輸送介質(zhì)有其固有的脈沖性?；室贿^(guò)氧超溫,使觸媒燒結失去活性。CH含量過(guò)高:- -是廠(chǎng)氣化爐接入原料氣有三股，單臺氣化爐100 %的負氣化爐反 應生成大量的碳黑,生成有效氣減少,合成氨荷下,主氣量天然氣接入量為17 838 m)/h,液氮洗尾氣產(chǎn)量下降, 資源浪費;二是生成大量的碳黑隨工藝氣進(jìn)穩定接入量為500m0m,解析氣接入量般為2500m'/h。 入 co變換爐包裹,堵塞變換觸媒,使其活性下降,變解析氣接入后,出現流量大幅波動(dòng),波動(dòng)幅度最大在換率下降;三是過(guò) 量CH進(jìn)人后系統凈化工段,增加了1 000 m/h左右,流量的波動(dòng)造成入氣化爐總流量的甲醇洗, 液氮洗負荷及板式換熱器堵塞等危害。大幅波動(dòng)?；? -廠(chǎng) -氣化崗位氣化爐造氣原理為德士由于焦爐氣并人氣化爐流量大幅波動(dòng)，焦爐氣裝古氣化爐，氣態(tài)烴非催化部分氧化法,原料氣氧氣、蒸置運行不穩定 ,氣化爐頻繁的接人退出解析氣，以及焦汽在一定的配比下在氣化爐內在1 200~-1 350 C的高爐氣裝置跳 車(chē)的緊急處理，使氣化爐頻繁的處于過(guò)氧溫條件下反應。由于流量的大幅波動(dòng)及三股氣體組分及陰燒中， 給裝置的安全穩定運行埋下了重大安全隱有很大不同，使氣化爐出口主要控制指標CH,無(wú)法控患。 2013年5月25由于氣化爐過(guò)氧,發(fā)現4112-F1-3制在0.5 9%-1.5 %正常范圍內,上下大幅波動(dòng),CH最低頂部大蓋溫度高達 460 C,進(jìn)行了緊急停車(chē)處理,檢查降至0.2 %,最高超出CH,表最高指示值2.17%。CH4頂部爐磚毀壞嚴重:6 且413-F1-1 停車(chē),檢查頂部爐含量過(guò)高或過(guò)低對生產(chǎn)裝置的安全穩定運行都有很大磚同樣損壞MH中國煤化工三成大量炭黑帶人的危害。CH4過(guò)低會(huì )使氣化爐出現過(guò)氧現象,氣化爐超4114-R1COCNMH. G反應活性大幅下溫在,直接威脅氣化爐的安全穩定運行和使用壽命;其降, 出口co含量控制指標超標，為了控制指標的合次過(guò)量的氧氣進(jìn)人后續的碳黑洗滌塔4112-C1,有爆格,將變換觸媒的溫度相比以前提高了5 C運行。.