氨對低溫甲醇洗系統的影響及控制

2012年12月Dec.2012第35卷第6期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.35 No.6氨對低溫甲醇洗系統的影響及控制劉杰(中國神華煤制油化T有限公司包頭煤化T.分公司,內蒙古包頭014010)摘要:介紹低溫甲醇洗系統中氨的來(lái)源,探討氨對低溫甲醇洗系統的影響。氨雖然能夠抑制系統的腐蝕,但氨會(huì )在激冷器管束中生成銨鹽堵塞換熱器管東,氨也會(huì )使合成氣中硫超標。針對影響因素,提出控制低溫甲醇洗系統中氨的方法。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗氨工藝氣凈化度以煤為原料的化工企業(yè)普遍采用低溫甲醇洗在熱再生系統解吸，隨著(zhù)酸性氣進(jìn)人到熱再生塔脫除工藝氣中CO2和H2S等酸性氣體。在甲醇吸塔頂水冷器,由于水冷器將酸性氣降溫，酸性氣中收酸性氣體的同時(shí)還吸收了工藝氣中的NH3,對低的甲醇被冷凝下來(lái)。而此時(shí)會(huì )有一小部分酸性氣溫甲醇洗系統造成一定的影響。 低溫下NH,在甲和大部分的NH3再次溶解到這部分甲醇中，隨著(zhù)醇中的溶解度遠高于CO2和HS等酸性氣體在甲冷凝下來(lái)的甲醇回流到熱再生塔中，剩余的小部醇中的溶解度,很容易在甲醇洗系統中累積。分氨與酸性氣進(jìn)入到激冷器中繼續冷凝回收甲CO2和HS等酸性氣體溶解到甲醇中后會(huì )使醇。在這個(gè)過(guò)程中幾乎所有的氨都溶解到這部分得甲醇的pH值降低,造成低溫甲醇洗系統設備的甲醇中進(jìn)人到硫化氫濃縮塔，所以大部分NH,再腐蝕。為了減少設備的腐蝕、延長(cháng)設備的使用年限次進(jìn)人到低溫甲醇洗系統積累，只有微量的NH3和運行周期，現低溫甲醇洗工藝都會(huì )允許系統中隨著(zhù)酸性氣帶出界區,造成低溫甲醇洗系統中NH,存在一定含量的NH3。但必須要嚴格控制NH3在含量越來(lái)越高。低溫甲醇洗系統中的含量，如果NH3含量低會(huì )造成設備腐蝕的加劇;NH,含量高則會(huì )造成甲醇熱再2氨對低溫甲醇洗系統的影響生系統銨鹽結晶,堵塞熱再生塔頂換熱器;當NH32.1防腐含量高到一-定程度就會(huì )造成工藝氣中硫含量超低溫甲醇洗系統是利用循環(huán)甲醇來(lái)吸收工藝標。所以必須要控制好低溫甲醇洗系統中的NH;氣中的CO2和HS等酸性氣體，溶解在循環(huán)甲醇含量。中的酸性氣體會(huì )對甲醇系統中設備和管道產(chǎn)生腐蝕。同時(shí)由于循環(huán)甲醇中還含有少量的水,使得腐1低溫甲醇洗系統中氨的來(lái)源蝕進(jìn)--步加強。低溫甲醇洗系統中的NH,主要由工藝氣帶人林德公司經(jīng)研究得出結論:在有機溶劑中堿系統中,這部分NH3是在氣化爐中形成的。煤炭中性物濃度維持在0.005~0.2mol/L可以起到很好的含有的氮元素和氧氣中殘留的氮氣在氣化爐中與防腐作用2。為了降低低溫甲醇洗系統的腐蝕,林氫元素反應而形成NH3。生成的大部分NH3被水洗脫除，小部分NH3隨著(zhù)工藝氣進(jìn)人到低溫甲醇收稿日期:2012- 06- _06;收到修改稿日期:2012-10- 23。洗系統中,并在低溫甲醇洗系統中積累。作者簡(jiǎn)介:劉杰,男,1984 年出生,助理T.程師,本科學(xué)歷，常溫下NH3在甲醇中的溶解度是H2S的102008年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院化1 I程與T藝專(zhuān)業(yè)，現在中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化1.分公司用醇中心從事煤化1.生多倍,是CO2的60多倍叫。含NH,的甲醇最終進(jìn)產(chǎn)操作及理論研究工作。聯(lián)系電話(huà)02-23322;-mail:!iu.人到熱再生系統中再生,溶解在甲醇中的NH3會(huì )jie0106@yahoo.cn.第6期劉杰。氨對低溫甲醇洗系統的影響及控制375德公司在早期工藝設計了氫氧化鈉投料系統來(lái)降高,那么殘留在貧甲醇中的硫化銨也就越高。殘留低系統的腐蝕,在實(shí)踐中發(fā)現甲醇洗系統中的NH3下來(lái)的硫化銨隨著(zhù)貧甲醇循環(huán)到吸收塔塔頂。雖也能夠很好的抑制系統腐蝕的產(chǎn)生。林德公司最然吸收塔塔頂的溫度低,不利于硫化銨分解,但是終將甲醇系統的氫氧化鈉投料系統取消，取而代由于吸收塔塔頂硫化氫和氨的濃度極低，導致殘之提高系統中NH;含量，維持貧甲醇中NH3含量.留的硫化銨在吸收塔塔頂分解，而分解出來(lái)的硫小于20x10*,pH值在8~10，腐蝕得到明顯的控化氫進(jìn)人到工藝氣中。低溫甲醇洗系統中的NH,制。含量越高,貧甲醇中的硫化銨濃度也會(huì )增高，在吸2.2熱再生冷凝冷卻系統銨鹽結晶收塔塔頂分解出米的硫化氫也就隨之增多。最終低溫甲醇洗熱再生系統是將溶解在甲醇中的會(huì )導致合成氣中的硫化氫超標。酸性氣和NH3從甲醇中解吸出來(lái)，解吸出來(lái)的酸性氣和NH,由于溫度較高，其中會(huì )含有大部分甲3控制低溫甲醇洗中氨的方法醇蒸汽。為了回收這部分甲醇除了熱再生塔塔頂3.1洗氨水冷器外還設計了激冷器來(lái)回收更多的甲醇。由為了能夠控制低溫甲醇洗系統中NH3的濃于大部分激冷器采用氨或者丙烯制冷，其制冷溫度,在低溫甲醇洗系統中設計有洗氨塔。洗氨塔主度大部分能夠達到-40C。酸性氣由CO2.H2S還有要的作用是通過(guò)洗氨水吸收工藝氣中的NH,從而小部分的NH;組成，當酸性氣與NH3的溫度被降減少進(jìn)人低溫甲醇洗系統中的NH,。到45C以下時(shí)很容易在激冷器管束中生成銨鹽結在開(kāi)車(chē)初期或者系統補充甲醇后，可以適量晶。隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)銨鹽結晶逐漸增大,以至于堵減少洗氨水，增加進(jìn)入低溫甲醇洗系統的NH3,以塞換熱器管束。提高系統中甲醇的pH值和NH3含量。到系統運行在對熱再生塔塔頂激冷器進(jìn)行升溫除銨鹽結正常后或者分析結果表明系統中NH3含量高的時(shí)晶操作時(shí),當激冷器出口的克勞斯氣溫度升至-10候,可以適量的增加洗氨水,來(lái)減少進(jìn)人甲醇洗系C時(shí),熱再生塔頂至出界區壓差快速縮小，然后趨統中的NH3。于穩定在45kPa。當激冷器出口克勞斯氣溫度升至某公司自2011年檢修結束后開(kāi)車(chē),發(fā)現低溫35C時(shí)，熱再生塔頂至出界區壓差再一次快速縮甲醇洗系統中氨含量一直居高不下。由于系統中小，最終壓差穩定在17kPa。氨含量高，導致熱再生塔塔頂激冷器經(jīng)常發(fā)生銨碳銨結晶開(kāi)始分解的溫度在10C以上。當對鹽結晶堵塞換熱列管現象。由于銨鹽結晶堵塞激熱再生塔頂激冷器進(jìn)行復熱時(shí)，激冷器出口的克冷器換熱列管,導致熱再生系統壓力高,嚴重影響勞斯氣溫度雖然只有-10C,但是激冷器內部的溫甲醇再生效果。為了穩定生產(chǎn)低溫甲醇洗系統必度分布卻發(fā)生很大的變換，碳銨結晶區域的溫度須經(jīng)常性排氨,造成大量甲醇不必要的損失,嚴重已經(jīng)上升至10C以上，所以碳銨結晶在這個(gè)過(guò)程影響裝置生產(chǎn)的平穩運行和經(jīng)濟效益。中迅速分解。2012年停車(chē)檢修期間，打開(kāi)洗氨塔人孔檢查氨基甲酸銨在35 C開(kāi)始分解。當熱再生塔頂塔內件時(shí)發(fā)現洗氨塔塔盤(pán)存在問(wèn)題。由于洗氨塔激冷器復熱溫度達到35C時(shí)，氨基甲酸銨開(kāi)始分塔盤(pán)存在問(wèn)題使其洗氨效果差，直接導致低溫甲解，所以這一過(guò)程使得塔頂的壓差再一次快速降醇洗系統NH3積累、熱再生系統銨鹽結晶嚴重。塔低。盤(pán)經(jīng)過(guò)重新安裝投人使用后系統平穩運行。2.3合成氣中硫超標3.2 排氨低溫甲醇洗工藝對于系統中的NH3含量有著(zhù)為了防止積累在甲醇洗系統中的NH;無(wú)法外嚴格的要求，--般要求貧甲醇中的NH;含量小于排,在低溫甲醇洗系統中也設計有排氨管線(xiàn)?？梢?0x10%。如果甲醇中NH3的含量過(guò)高,那么NH;將通過(guò)定期打開(kāi)排氨管線(xiàn)來(lái)排除系統中的NH3。會(huì )和甲醇中的H2S形成硫化銨，最終循環(huán)到熱再當激冷器管束中形成銨鹽結晶堵塞管束時(shí),生塔分解。如果在熱再生塔中氨的濃度較高,會(huì )抑可以通過(guò)降低熱再生塔塔頂激冷器負荷對激冷器制硫化銨的分解，使得熱再生后的貧甲醇中仍會(huì );復熱進(jìn)行除銨鹽結晶操作，在除鹽的同時(shí)還能夠殘留微量的硫化銨。熱再生系統中的NH3濃度越達到排氨的目的。376大氛肥2012年第35卷4結束語(yǔ)有害又有利，只要控制好NH,在甲醇洗系統中的NH3在低溫甲醇洗系統中的濃度并不是越高濃度就能夠收獲最佳效益。越好,而是要控制在一定的濃度范圍內。這樣既能參考文獻很好的控制低溫甲醇洗系統中的腐蝕，還能夠減[1] 陳立.淺析氨在低溫甲醇洗中的作用[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),997,18(4):29-31.少排氨次數、減少甲醇損失,又能防止工藝氣中的2]戴偉,蔡廣富.低溫甲醇洗系統中腐蝕問(wèn)題的研究[J].質(zhì)硫化氫超標。所以NH,在低溫甲醇洗系統中是既量天地,2003(12):24.EFFECT ON RECTISOL SYSTEM BY AMMONIA AND ITS CONTROLLiu Jie(Chian shenhua coal-to- -oil chemical co. Lld. , Baotou Coal Chemical Branch, Baotou 014010)Abstract: The source of ammonia in Rectisol system is introduced and the effect on the system discussed; ammonia can restrain the corrosion in the system though , yet ammonia can generale ammonium in thequencher tube bundle to block the heat-exchanger tube bundle and ammonia may make the sulfur in the syn-gas exed the standard.Aiming at these afecting faclors a method to control ammonia level in Rectisol systemis put forward.Key words: Rectisol ;ammonia;process gas ;degree of purifcation(上接第370頁(yè))ANALYSIS OF CAUSES FOR HIGH PRESSURE NITROGENPIPELINE EXPLOSIONWen Dingliang(China Shenhua Coal-to- oil Chemical Co. ,Ld. ,Baotou Coal Chemical Branch，Baotou 014000)Jia Yanzhong(China Shenhua Coal-to- oil Chemical Co. ,Ltd. ,Engineering Branch , Beijing 100010)Abstract:Both the replacement flows of high -pressue nitrogen pipeline and the stuceture of checkvalve are introduced,the cause for the explosion of HP nitrogen replacement pipeline t0 gasifier in coal -chemical industry is analyzed and the residue on the surface of burst parts is also analyzed with the micro-regional energy spectrum scanner ,the analysis takes that an intensive friction happened among the diferentmedia in the pipeline and the generated point discharge caused a pipeline flash explosion and accordinglytargeted measures of rectification and prevention adopted.Key word:high pressure nitrogen pipeline ;check valve ;flash explosion; energy spectrum(上接第373頁(yè))Hu Zejun, Chen Haiqing , Huang Zhaoxia(Fertilizer Branch of Chongqing Jianfeng Chemical Co. ,Ltd. ,Chongqing 408601)Abstract: Measures taken for the leakage on chemical -feed line of steam drum in synthesis loop ofammonia plant are introduced and based on the features of leaking stoppage fixture at pressure with no shut-down a double fixture in series technology is used and leakage stoppage is successful and this has provided agood solving measure in any leakage treatment in line of high-temperature and pressure.Key words:chemical-feed line of steamn drum;leakage ;high-temperature and high-pressure ;on-linetreatment