低溫甲醇洗CO2氣中含硫高原因分析及處理

2012年第33卷第1期氮肥技術(shù)低溫甲醇洗CO2氣中含硫高原因分析及處理杭尚元(江蘇靈谷化工有限公司宜興214263)摘要簡(jiǎn)要介紹低溫甲醇洗CO2解吸氣中硫含量跑高的原因分析與處理,并且提出了后續改進(jìn)方案。關(guān)鍵詞CO2解吸氣含硫髙原因分析處理概述的中部。從C-2203塔中段出來(lái)的液體溫度為系江蘇靈谷化工有限公司大化肥分公司脫硫統最低,此甲醇液通過(guò)E-2207與貧甲醇換熱、再脫碳為低溫甲醇洗工藝,采用大連理工大學(xué)編制經(jīng)吸收塔C-2201的中間冷卻器E-2205加熱,回的低溫甲醇洗工藝包,由東華科技工程公司設到C-2203塔上段下部的閃蒸罐,釋放出部分溶解計,是為日產(chǎn)130合成氨、2200t尿素配套的凈的CO2等氣體,液體再用泵P-2201打到E-224化工程,操作壓力為32MPa,200年6月投用。與從C-2202塔出來(lái)的含硫甲醇換熱,回到2011-05-19解吸CO2氣中HS的體積分數突然C-2203塔下段,該甲醇液在此段用氮氣汽提,塔升高到50×106,經(jīng)操作工一個(gè)班的多方調節,加底得到CO2含量較低而且溫度也較低的甲醇液。大甲醇溶液循環(huán)量與降低系統氣量負荷,都沒(méi)有從5月19日早班的現象以及整個(gè)工藝流程產(chǎn)生明顯作用。尿素CO2脫硫系統不堪重負,因分析,CO2解吸氣中的H2S的體積分數通常為硫造成的腐蝕加劇,面臨系統停車(chē)的危險。1×106左右,出現突然升高的情況一般認為有兩2工藝簡(jiǎn)介及現象分析種原因:一種是C-203塔上塔HS氣體上竄,而本系統配套的低溫甲醇洗采用的是六塔工C-2203塔上塔上段沒(méi)有把HS洗滌吸收合格;另藝,即吸收塔、中壓閃蒸塔、汽提/CO2解吸塔、熱一種是進(jìn)C-2203塔上塔的無(wú)硫甲醇中含有HS再生塔、甲醇/水分離塔、尾氣水洗塔。從C-2201針對第一種情況分析,在生產(chǎn)負荷沒(méi)有變化塔脫硫段出來(lái)的、吸收了HS和CO2的含硫甲醇的情況下,CO2解吸氣中的HS突然升高是不大富液減壓后在C-2202塔上部閃蒸出溶解的氫氣可能的,除非C-2203塔上塔吸收塔盤(pán)出現問(wèn)題。及少量CO2、HS等氣體。同樣,從C-2201塔脫碳第二種情況就是C-2201塔脫硫段的HS沒(méi)有洗段出來(lái)的不含硫的甲醇液減壓后在C-2202塔下滌干凈而進(jìn)入C-2201塔CO2脫碳段,致使無(wú)硫部閃蒸出溶解的氫氣及少量CO2等氣體。兩部分甲醇中含有過(guò)高的HS。為了驗證以上分析的兩閃蒸氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機K-2201增壓并冷卻后返種情況,分別取C-2201塔CO2脫碳段出口無(wú)硫回到原料氣中。甲醇與進(jìn)C-2203塔上塔頂部的無(wú)硫甲醇做含硫從C-2202塔上部出來(lái)的含硫甲醇經(jīng)E-2204分析,發(fā)現C-2201塔CO2脫碳段出口甲醇中HS換熱降溫減壓后絕大部分送入再吸收塔C-2203含量與以前記錄一樣為12mg/L,沒(méi)多大區別。而上段下部,小部分送入再吸收塔C-2203中段中進(jìn)C-2203塔上塔頂部的甲醇中HS含量為部,去上段的量越多則CO2產(chǎn)量越大。此時(shí)要閃蒸159mg/L,上升了十幾倍,為什么同一路管線(xiàn)中甲出部分溶解的CO2,同時(shí)溶解的HS也部分閃蒸醇中HS含量升高了呢?而這路管線(xiàn)只是流經(jīng)出來(lái)。從C-2202塔下部出來(lái)的不含硫甲醇液經(jīng)C-2202塔下塔和E-2204換熱器,我們又取了氨冷器E-2220冷卻后部分進(jìn)C-203塔的最上C-2202塔下塔進(jìn)與出的甲醇液來(lái)做含硫分析比部的閃蒸罐,閃蒸氣為CO2氣,液體進(jìn)人C-2203較,發(fā)現C-2202塔下塔出口的甲醇比進(jìn)去的甲塔中段用來(lái)再吸收氣體中的HS;部分進(jìn)人醇硫含量高中國煤化工左右我們C-2203塔上段同樣用來(lái)再吸收氣體中的HS。由又對C-22CNMHG斤,C-202塔C-2203上段出來(lái)的甲醇液進(jìn)入C-2203塔中段為中壓閃蒸塔由上部和下部?jì)蓚€(gè)閃蒸罐組成(見(jiàn)肥技術(shù)2012年第33卷圖1:C-2202塔局部示意圖),因此推斷C-22023處理措施塔上下塔中間隔板可能泄漏,上塔含硫甲醇泄漏針對這一設備事故情況,經(jīng)過(guò)對設計圖紙及到下塔無(wú)硫甲醇中,導致下塔甲醇中HS含量上現場(chǎng)設備管道細致的研究后,對從C-2201塔脫升,然后到C-2203上塔解吸時(shí)HS進(jìn)入CO2解硫段出來(lái)的含硫甲醇進(jìn)行閃蒸短接,不經(jīng)過(guò)中壓吸氣中,使CO2解吸氣中HS含量升高。閃蒸直接進(jìn)入C-2203,這樣就沒(méi)有C-2202塔上部的含硫甲醇泄漏到下塔無(wú)硫甲醇中去了,并且上塔能在不停車(chē)情況下完成改造,見(jiàn)圖2。虛線(xiàn)部分為升氣帽改造后配的管線(xiàn)。隔板配管改造分三步在線(xiàn)進(jìn)行第一步,首先調整三個(gè)自調閥組旁路(含硫甲醇進(jìn)C-2202中壓閃蒸塔自調閥組、含硫甲醇進(jìn)下塔C-2203汽提/CO2解吸塔上下塔兩閥組),切斷三圖1c2202塔局部示意圖閥組自調閥進(jìn)出截止閥,流量液位由旁路手動(dòng)調解吸CO2氣中壓閃蒸氣含硫甲醇無(wú)硫甲醇C-2202中壓閃蒸塔E-2220汽提/CO2解吸塔液氨圖2工藝流程改造簡(jiǎn)圖節。蒸塔上塔含硫甲醇液位降低,CO2解吸氣中的第二步,相應的短接配管處加裝盲板,置換HS的體積分數逐漸恢復到1×106左右,這證明合格后就可以配管相連分析判斷完全正確。其次對CO2解吸氣氫含量進(jìn)第三步,配管結束置換后導入甲醇,就可以行分析,氫的體積分數由原來(lái)03%上升至04%關(guān)閉自調旁路用自調閥進(jìn)行調節,只是含硫甲醇左右,這是由于含硫甲醇中氫氣沒(méi)有經(jīng)過(guò)中壓閃跳過(guò)C-2202中壓閃蒸塔與E-2204換熱器不經(jīng)蒸而直接進(jìn)入了CO2解吸氣中所致,對于尿素脫過(guò)中壓閃蒸直接進(jìn)入C-2203汽提CO2解吸塔。氫反應異來(lái)說(shuō)合能夠話(huà)應;CO2解吸氣總氣4運行效果量40中國煤化工量為40000Nm3/h經(jīng)過(guò)改造處理后運行,隨著(zhù)C-2202中壓閃×(0.4CNMHM有一定的經(jīng)濟損第1期杭尚元:低溫甲醇洗CO2氣中含硫高原因分析及處理失,不過(guò)比驟然停車(chē)處理要好得多。認為這種平隔板結構不合理,在溫度變化大的情5后續改進(jìn)措施況下產(chǎn)生應力,容易出現焊縫開(kāi)裂而導致泄漏。對于C-2202中壓閃蒸塔出現的問(wèn)題,提出因為C-2202中壓閃蒸塔工作溫度在零下20多了三個(gè)后續解決方案。度,當停車(chē)時(shí)又變成常溫,而且隨負荷的變化溫(1)按焊接工藝要求重新焊,并增加加強筋度變化也比較大。重新焊接后應力仍無(wú)法消除進(jìn)行加固仍然有焊縫裂開(kāi)的可能,此方案不保險;認為第(2)把中間平隔板的結構更改成下封頭型二方案更改成下封頭型式雖然可靠,但是要把整式個(gè)系統停下來(lái),而且最少要幾天時(shí)間進(jìn)行設備改(3)再增加一中壓閃蒸塔,把含硫甲醇與無(wú)造,費時(shí)費力,因此不可取;認為第三方案是最可硫甲醇分開(kāi)閃蒸,含硫甲醇進(jìn)新閃蒸塔,無(wú)硫甲靠的解決方案,單獨上一閃蒸塔上塔,只上其中醇進(jìn)原閃蒸塔單獨閃蒸,閃蒸后的氣體合并進(jìn)入一段,投資上也沒(méi)增加太多,而且可以把塔制作循環(huán)壓縮機。安裝好,預配管配好,然后擇機短停接入系統就公司對三個(gè)方案進(jìn)行詳細的討論,認為第一可以了,總比長(cháng)時(shí)間停車(chē)要好得多。方案不可靠,并對中間平隔板的結構提出疑議,(收稿日期:2011-12-28)(上接第13頁(yè))續表8項目受壓吸購感ND法碳丙法M改員改兩段要壓研凈化氣中CO2的體積分數(%)≤02≤02≤0.2產(chǎn)品氣中CO2的體積分數(%)≥985≥98.5≥985≥98.5≥985≥98.5產(chǎn)品氣CO2回收率(%)≥70≥70脫碳溶劑消耗量(kg)080.2溶劑消耗費用(元0.0循環(huán)水消耗量(t)循環(huán)水消耗費用(元)0.048751.35耗電量(度)用電費用(元)47.633.635.0蒸汽消耗量(t)0.0318蒸汽消耗費用(元)0.03.6104.0144.0每年維修費用(元)高壓閃蒸氣返回壓縮而增加的壓縮機電耗(度)高壓閃蒸氣返回壓縮而6.758.751500.000.00增加的壓縮機電耗費用(元)有效氣體損失折氨量(t)0.02折氨損失費用(元)合計(元)4.14875.757625154.30200.0068.75比較效益(元)7160272012150.152195.85218萬(wàn)t合成氨(萬(wàn)元)1289161296.222702.743525341162.836注:①每kg碳丙單價(jià)為10元;每 kgNHD溶劑單價(jià)為16元;每 kgMDEA溶劑單價(jià)為16元②循環(huán)水單價(jià)按015元/t計③電費按035元/度計。④蒸汽售價(jià)按80元/to⑤噸氨售價(jià)按2000元計。由上表可知,變壓吸附專(zhuān)利技術(shù)與常規變壓萬(wàn)t計,每年節省運行費用1163萬(wàn)元。隨著(zhù)原料吸附技術(shù)和濕法脫碳技術(shù)相比,在相同操作條件媒和電等能n下,變壓吸附專(zhuān)利技術(shù)每噸氨比常規變壓吸附技濟效益越YH中國煤化工藝技術(shù)的經(jīng)CNMHG術(shù)節省運行費用646元,按每年生產(chǎn)合成氨18(收橘日期:2011-12-12)