低溫甲醇洗熱再生系統存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

第32卷化肥工業(yè)第5期低溫甲醇洗熱再生系統存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施丁武松寧平〔昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院650093)摘要針對低溫甲醇洗裝置克勞斯氣夾帶甲醇及系統甲醇中油含量髙的問(wèn)題分析其原因并提岀改進(jìn)措施。對克勞斯氣分離器降液管改造后消除了克艻斯氣夾帶甲醇的現象降低了系統甲醇中的油含量陬得了較好的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞低溫甲醇洗克勞斯Problems in Regeneration System by Heating forLow-Temperature Methanol Wash Process and Improvement MeasuresDing Wusong and Ning pingAbstract With a view to solving the problems of methanol entrainment by Claus gas in the lowtemperature methanol wash unit and high oil content in methanol in the system the causes are analyzedand improvement measures are proposed. By transformation of the downcomer of the Claus gas separator, methanol entrainment by Claus gas is eliminated, the oil content in the methanol in the system re-Keywords low-temperature methanol wash Claus gas reform低溫甲醇洗是解化集團公司二期技改工程進(jìn)入K-505Ⅱ段加熱再生用醇中溶解的酸性氣自1998年底試運行以來(lái),—直存在著(zhù)克勞斯氣夾體被熱再生塔再沸器W-515產(chǎn)生的甲醇蒸氣氣帶甲醇及系統甲醇中油含量高的問(wèn)題不僅甲醇提析岀岀K-505Ⅱ段頂部的帶甲醇的酸性氣經(jīng)消耗增加而且嚴重影響了低溫甲醇洗和液氮洗W-511和W-512冷凝后進(jìn)入K-505Ⅲ段進(jìn)行的安全穩定運行。為此對克勞斯氣分離器降液管氣液分離其中大部分甲醇被冷凝后進(jìn)入K-505進(jìn)行了改造改造后消除了克勞斯氣夾帶甲醇的Ⅲ段作回流液。出K-505Ⅲ段的克勞斯氣在W現象降低了系統甲醇中的油含量取得了較好的513中被來(lái)自K-503Ⅲ段的CO,閃蒸氣冷卻至經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。21℃再經(jīng)氨冷器W-514冷卻至-40℃后進(jìn)入克勞斯氣分離器F-502。在F-502中被分熱再生系統工藝流程簡(jiǎn)介離的甲醇冷凝液經(jīng)F-502底部U形降液管返回低溫甲醇洗熱再生系統工藝流程見(jiàn)圖1。來(lái)自K-505Ⅲ段作回流液出F-502頂部的克勞斯W-508的富H2S甲醇液在熱再生塔K-505I段減氣經(jīng)W-511復熱后送克勞斯硫回收裝置。壓閃蒸熱閃蒸氣經(jīng)W-509冷凝后冷凝的甲醇進(jìn)K-505Ⅲ段的甲醇經(jīng)P506泵送至K-505Ⅱ入K-505Ⅲ段作回流液出W-509的熱閃蒸氣含段頂部作回流液。K-505Ⅱ段底部經(jīng)過(guò)完全再CO284.51%HS9.40%羥經(jīng)W-510冷卻后進(jìn)入K生后的甲醇經(jīng)P-507泵送至W-508、W-507504I段底部進(jìn)行H2S提濃的再吸收。和W-522氨冷器冷卻至-40℃后送CO2吸收經(jīng)過(guò)熱閃蒸后的K-505I段富H2S甲醇液塔K-502頂部作精洗甲醇。第32卷化肥工第5期CO排放氣去K506自K503Ⅲ段去K504段底部去克勞斯裝置W510去W507來(lái)自K504Ⅱ底部蒸汽W515圖1熱再生系統工藝流程圖K-505.熱再生塔F-502.克勞斯氣分離器W-508.貧/富甲醇熱交換器W-509.熱閃蒸氣冷凝器W-510.熱閃蒸氣/再吸收排放氣換熱器W-511/W-512.熱再生塔頂冷凝器W-513.克勞斯氣/排放氣換熱器W-514.克勞斯氣氨冷器W-515.再沸器P-505.熱再生塔給料泵P-506,熱再生塔回流泵P-507.CO,吸收塔給料泵熱再生系統存在的問(wèn)題及原因分析氣壓力PR-5096非但不下降反而會(huì )升高克勞2.1克勞斯氣壓力波動(dòng)大斯氣夾帶甲醇更加嚴重若關(guān)小PV-5095閥位低溫甲醇洗裝置自開(kāi)車(chē)投運以來(lái)當蒸汽壓也會(huì )使克勞斯氣壓力升高K-505Ⅱ段熱再生甲力或其它外部條件稍有波動(dòng)就會(huì )引起克勞斯氣醇中的酸性氣不能被全部及時(shí)氣提析岀熱再生壓力的波動(dòng)岀現克勞斯氣夾帶甲醇的現象克勞甲醇再生不完全,使K-502塔頂部的精洗甲醇斯氣出口壓力PR-5096升高,出口溫度TR-吸收效率下降導致K-502塔頂部H2S和CO25096迅速下降至0℃以下。此時(shí)若開(kāi)大克勞斯微量上升?？藙谒箽鈯A帶甲醇時(shí)的相應工藝參數氣出囗壓力調節閥PV-5095閥位來(lái)降低克勞斯變化情況見(jiàn)表1。表1克勞斯氣夾帶甲醇時(shí)部分工藝參數變化情況項目PR-5095/ MPa PR-5096/MPaT-5103/℃T-5104/℃TR-5091/℃TR-5096/℃△TTR-5091-TR-5096y℃測量對象入w-51的出W-511的出w-513的克出W-513的排入w-511的熱出w-511的克W-511熱再生氣壓力克勞斯氣壓力勞斯氣溫度放氣溫度再生氣溫度勞斯氣溫度熱短溫差工藝指標0,15正常工況18帶甲醇時(shí)0.30>80從表1可看出克勞斯氣夾帶甲醇時(shí),Tl合形成氣液夾帶的狀況,從F-502頂部排出5103和TI-5104溫度迅速下降這表明從W由于克勞斯氣夾帶著(zhù)經(jīng)W-513和W-514冷凝513到W-514的克勞斯氣量減少了,其余的克的-40℃甲醇冷凝液而甲醇易揮發(fā)在揮發(fā)過(guò)勞斯氣則沖破克勞斯氣分離器F-502底部U形程中吸收熱量后體積膨脹因此克勞斯氣夾帶甲降液管液封后沿U形降液管往上反沖至F-502,醇時(shí)克勞斯氣岀口溫度TR-5096迅速下降至0第32卷化肥工業(yè)第5期大P-5095閥位則克勞斯氣流速和流量增加,醇?？藙谒箽鈯A帶甲醇不僅工藝調整相當困難,帶走的甲醇也增加要很長(cháng)時(shí)間才能恢復正常而且甲醇損失非常大由于F-502沒(méi)有液位指示故在實(shí)際操作過(guò)(表2)系統要補充大量新鮮甲醇才能維持正常程中F-502容易出現滿(mǎn)液位或排空現象這時(shí)克運行。勞斯氣壓力稍有波動(dòng)就會(huì )導致克勞斯氣夾帶甲2.2系統甲醇中油含量高表2克勞斯氣全分析數據取樣時(shí)間CO,/%H,S/%O,/%CO/%O烴類(lèi)/%H, OH/( mg m2003-03-01T10:0030855.642003-03-01T16:3052135.392003-03-02T10:0067.7010552.25褐煤加壓氣化所制得的變換氣中油含量較系統甲醇的油就可被逐漸分離從而降低系統甲高變換氣在H2S吸收塔K-501的預洗段用1.6醇中的油含量。m3/h的冷甲醇洗滌吸收后雖然大部分氣態(tài)輕油被洗滌脫除但仍有極少量的殘余氣態(tài)輕油隨變3改進(jìn)措施換氣帶入系統甲醇運行時(shí)間一長(cháng)就在系統中慢(1)克勞斯氣分離器安裝液位變送器和液位慢累積增加使系統甲醇中油含量升高。這些油調節閥中的低沸點(diǎn)烴類(lèi)物質(zhì)揮發(fā)到凈化氣中隨凈化氣克勞斯氣分離器F-502安裝液位變送器和帶至600液氮洗冷箱并慢慢附集于換熱器上使調節閥后在中控室就能方便地監測和控制F-換熱器換熱效率下降操作溫度上升600液氮洗502的液位。只要控制LC-5102不滿(mǎn)液位或排裝置被迫停車(chē)進(jìn)行冷箱復熱解凍嚴重影響了生空K-505Ⅲ段克勞斯氣就不會(huì )發(fā)生串氣夾帶甲產(chǎn)的正常運行。醇的現象對K-505Ⅱ段熱再生甲醇、K-505Ⅲ段回流(2)F-502的U形降液管底部新配管線(xiàn)至甲醇及F-502分離的冷凝甲醇分別取樣進(jìn)行油萃取器含量分析分析數據見(jiàn)表3在F-502的U形降液管底部新配管線(xiàn)至預表3甲醇中油含量分析數據洗系統的萃取器B-502原F-502底部U形降K-505Ⅲ段回F-502冷K-505Ⅱ段熱再液管至K-505Ⅲ段的管子上加一截止閥并關(guān)取樣時(shí)間流甲醇/%凝甲醇/%生甲醇(mgL1)死改造后的F-502降液管流程如圖1虛線(xiàn)部分2003-11-0772453所示。改造后將F-502分離的冷凝甲醇送至萃取器B-502的甲醇、水、石腦油混合室進(jìn)行萃2003-11-160186取冷凝甲醇中的輕油經(jīng)萃取進(jìn)入石腦油室石腦注κ-s505Ⅲ段、F-502甲醇中油含量的灡定方法是用量筒取樣油岀售或進(jìn)一步深加工甲醇、水混合液則送精100mL然后加入100mL水攪拌、靜置10min再讀取上部油層餾精餾出的甲醇返回系統。這樣既避免了K體積所得505Ⅲ段克勞斯氣從F-502底部U形降液管串從表3可看出K-505Ⅲ段回流甲醇和F-氣至F-502夾帶甲醇的現象又使F-502分離502分離的冷凝甲醇中油含量特別高。這是因為的冷凝甲醇中的甲醇和油得到了很好的分離和回從變換氣進(jìn)入系統的低沸點(diǎn)輕油在K-505Ⅱ段收降低了系統甲醇中的油含量同時(shí)增加了石腦隨酸性氣被加熱氣提析出經(jīng)冷凝后進(jìn)入K-505油產(chǎn)量Ⅲ段回流甲醇中重新返回系統長(cháng)時(shí)間的循環(huán)累積使熱再生甲醇及K-505Ⅲ段和F-502中的甲4改造效果醇油含量越來(lái)越高。如果F-502中油含量很高在不影響正常生產(chǎn)的情況下于2004年3月的冷凝甲醇不再返回K-505Ⅲ段作回流液而是5日完成改造并投入運行。從運行情況看取得第32卷化肥工業(yè)第5期特點(diǎn)料漿制備過(guò)程中必須加入添加劑而添加劑5)氣化爐溫度應充分考慮料漿灰熔點(diǎn)、比的普適性有限且價(jià)格昂貴因此其選用應兼顧適氧耗、耐火磚使用壽命等綜合因素可通過(guò)加入助宜性和經(jīng)濟性建議可參照下列標準進(jìn)行選擇粘熔劑或不同煤種混配達到降低灰熔點(diǎn)的目的度100~1000mPa·s24h穩定性≤8%料漿濃(6)因原料煤中含有一定比例的氮元素經(jīng)度60%~70%添加劑消耗<0.5%(干基加壓高溫氣化后將有一定比例的氮元素轉化為3)從理論上講水煤漿加壓氣化對煤種的氨經(jīng)后工序冷凝其冷凝液中NH3-N達2000適應性較廣但實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現煤的質(zhì)量對氣化106增加了環(huán)保治理難度生產(chǎn)影響極大,主要影響因素表現為灰分、灰熔通過(guò)近1年的多元料漿試生產(chǎn)實(shí)現單爐運點(diǎn)建議煤種選擇可參考下列標準行3969h,產(chǎn)氨16363t,平均消化氧氣3500主要指標灰分≤20%越低越好灰熔點(diǎn)m3/l(標態(tài))氮氣2000m3/(標態(tài))有效利用1300℃。了空分能力改善了煤氣爐運行工況。同時(shí)為二次要指標內水分≤8%固定碳≥50%越高期項目水煤漿建設積累了大量的實(shí)踐操作經(jīng)驗越好。為二期盡快穩定生產(chǎn)奠定了扎實(shí)的基礎(4)加壓氣化應選擇液態(tài)排渣為宜(收稿日期2004-11-22)上接第47頁(yè))低溫甲醇洗變換氣處理量按64520m/(標了非常好的效果克勞斯氣夾帶甲醇的情況不再態(tài))計經(jīng)物料衡算克勞斯氣量約為1110m3/h發(fā)生熱再生甲醇中油含量比改造前大幅降低。(標態(tài))改造前克勞斯氣中甲醇的平均含量為改造前、后克勞斯氣中甲醇含量及甲醇中油含量11500mg/m3每年按11個(gè)月)從克勞斯氣夾帶對比情況見(jiàn)表4。走的甲醇約為101t。精甲醇按2500元/計改表4改造前、后克勞斯氣中甲醇、甲醇中的油平均含量造后每年可減少甲醇消耗25萬(wàn)元?？藙谒篃嵩偕鶮-505ⅢF-502改造前萃取器B-502的石腦油平均產(chǎn)量約氣中甲醇油段回流7t/d改造后約10t/d。石腦油按目前1300元/t備注醇含量/含量(mg甲醇油醇油的售價(jià)計改造后石腦油銷(xiāo)售收入增加140.4萬(wàn)(mgm-3)·L-)含量/%含量/%改造前115006515組數據改造后由于克勞斯氣不再夾帶甲醇不僅保平均值障了克勞斯氣硫回收裝置的穩定運行而且保護壬v當氯2檢測限1520組數據平均值了環(huán)境。收稿日期2004-12-21)必必一必必必必必必必必一價(jià)必必必必必必必必必必必上接第50頁(yè))中旬壓差開(kāi)始有所上升,但一直維持在1kPa/d配后由下自上流動(dòng)洗滌液由循環(huán)洗滌泵提供經(jīng)的低增長(cháng)率,至8月5日短停檢修時(shí)壓差僅為洗滌罐上部液相分配頭后自上而下噴淋洗滌液85kPa摧化劑表面有少量旳碳酸鉀。新増洗滌與CO2氣體逆流接觸將CO2中攜帶的碳酸鉀洗罐的投用保證了脫氫反應器至少半年的連續運滌吸收濋洗滌后的CO氣體富含水分經(jīng)洗滌罐行亍絞較圓滿(mǎn)地解決了CO氣體攜帶碳酸鉀的問(wèn)頂部絲網(wǎng)式分離器除水后進(jìn)入壓縮機一段入口分題離器洗滌液部分由洗滌罐底部排放閥排岀由脫由于CO,氣體進(jìn)入洗滌罐采用的是板式分鹽水進(jìn)行補充配器分配效果不理想對洗滌器潛力的發(fā)揮有·定的影響同時(shí)由于CO2氣量大分配效果不好6實(shí)施后效果及存在的問(wèn)題造成洗滌罐和壓縮機一段入口分離器的液位難以改造后于2004年2月初投用連續運轉5個(gè)控制現采用副線(xiàn)手動(dòng)和主線(xiàn)自動(dòng)同時(shí)控制。