低溫甲醇洗凈化氣中硫含量的影響分析

低溫甲醇洗凈化氣中硫含量的影響分析原飛山西陽(yáng)煤豐喜臨猗分公司山西省郵編:044100摘要:在工業(yè)生產(chǎn)中,甲醇是非常重要的生產(chǎn)原料,但是在甲醇的提純過(guò)程中,我們有必須要對低溫甲醇洗凈化氣中硫含量的影響進(jìn)行研究。文章對此方面進(jìn)行了相關(guān)闡述,希望能給有關(guān)人士提供借鑒。關(guān)鍵詞:甲醇裝置;低溫甲醇洗工藝;凈化氣硫含量中圖分類(lèi)號:s963.32文獻標識碼:A前言近年來(lái),隨經(jīng)濟的飛速發(fā)展,化工行業(yè)也得到了極大的跨步,在化工生產(chǎn)中,甲醇是重要的生產(chǎn)原料,于此同時(shí),甲醇裝置作為化工企業(yè)的主要生產(chǎn)設備之一,在其氣體凈化單元中為了有效清除凈化氣中的硫的含量,通常使用低溫甲醇洗工藝,此工藝對硫化物達到了很好的吸收效果,使凈化物的中硫含量得以降低并在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中取得了非常好的效果工藝流程在工業(yè)生產(chǎn)中,一般為以下流程,含有甲醇的混合變換氣經(jīng)過(guò)氨洗滌塔除氨、再經(jīng)過(guò)換熱器換熱降溫至-20℃后進(jìn)入主洗塔,在主洗塔被貧甲醇洗滌,然后再經(jīng)過(guò)換熱(19℃)進(jìn)入后續工段貧甲醇吸收了C02,HS和COS后進(jìn)入中壓閃蒸塔(1.6MPa)閃蒸,中國煤化工閃蒸氣通過(guò)壓縮再循環(huán)返回主洗塔。閃蒸后CNMH在常壓下閃蒸、汽提,實(shí)現部分再生;甲醇富液進(jìn)入熱再生塔利用再沸器中蒸汽的熱量進(jìn)行熱再生,完全再生后的貧甲醇經(jīng)主循環(huán)流量泵加壓后進(jìn)入主洗塔、故障原因經(jīng)過(guò)多次對甲醇裝置開(kāi)車(chē)出現的凈化氣硫含量超標現象進(jìn)行分析總結,認為可以從設備及工藝等方面查找問(wèn)題的原因。2.1.吸收劑問(wèn)題甲醇作為甲醇洗裝置的吸收劑有較高的選擇性,主要表現在對HS的吸收要比CO的吸收快好幾倍。如果甲醇吸收劑的純度及質(zhì)量不能得到保證,會(huì )直接影響吸收效果,導致HS含量超標。2.2甲醇再生是否合格甲醇的再生主要集中在熱再生塔,熱再生塔塔底溫度必須穩定維持在99104℃之間,塔頂溫度≥85℃,才能保證甲醇成分H2S含量小于≤5×10,保證甲醇在熱再生塔的蒸發(fā)量符合工藝指標。2.3甲醇中顆粒物由于系統有HS的存在,開(kāi)停車(chē)過(guò)程中,設備、管道內不可避免地存在部分顆粒物及其他雜質(zhì),如硫化亞鐵、羰基鐵以及從煤氣化工序帶來(lái)的煤粉和變換工段帶來(lái)的催化劑粉塵。在開(kāi)車(chē)過(guò)程中,凈化氣HS含量超標,達到2×10,熱再生塔塔底貧甲醇分析結果懸浮物為13.48ng/L,色度為8#。經(jīng)過(guò)對系統中2臺過(guò)濾器切換、清理,甲醇的色度有明顯好轉,懸浮物下降為2.5mg/L浄化氣硫含量分析合格,由此證明,甲醇吸r凵中國煤化工勿存CNMHG在,直接影響到氣液的有效接觸,降低了甲醇的吸收能力2.4系統串液?jiǎn)?wèn)題污甲醇槽的廢液來(lái)自系統中各個(gè)導淋,其水含量和HS含量偏高,如果在輸送至甲醇/水分離塔的過(guò)程中,由于閥門(mén)內漏或關(guān)閉不嚴而進(jìn)入了貧甲醇槽,會(huì )導致循環(huán)甲醇品質(zhì)惡化2.5甲醇中水含量過(guò)高問(wèn)題甲醇中水含量過(guò)高對其吸收能力有很大的影響。當甲醇中水含量過(guò)高時(shí),甲醇吸收能力將會(huì )下降。系統初次開(kāi)車(chē)凈化氣HS含量超標,HS+COS含量達到14×10,貧甲醇取樣分析結果為H2S含量128×10°,水含量6%,經(jīng)對貧甲醇槽內貧甲醇重新更換后開(kāi)車(chē),在較短時(shí)間內硫含量達到指標要求。、凈化氣中硫含量影響因素分析循環(huán)甲醇溫度目前,進(jìn)入主洗塔的貧甲醇的溫度只能降至約-40℃,與原運行值相比,上升了10℃左右。經(jīng)排査,將目標鎖定在再吸收塔。根據最近一段時(shí)間的運行數據,該塔的其他工況并未改變。利用系統大修的杋會(huì ),對再吸收塔進(jìn)行了拆檢,發(fā)現填料和塔盤(pán)上附著(zhù)了大量的污泥(經(jīng)取樣分析,其成分主要為鐵氧化物、煤泥等)使甲醇不能在塔內均勻分布,嚴重影響了閃蒸效果。經(jīng)對填料和塔盤(pán)徹底淸洗后,塔底溫度恢復正常。為了徹底解決產(chǎn)生污泥的問(wèn)題,對系統進(jìn)行了優(yōu)化。上、下兩路各2臺分離器(1開(kāi)1備)分離器上部安裝3層絲網(wǎng)除沫器,用來(lái)清TH中國煤化計CNMHG(Pd2260和Pd261)來(lái)反映分離器內的污泥量。當壓差達到90kPa時(shí),可切換到備用分離器,拆下絲網(wǎng)除沫器進(jìn)行清理,操作非常方便。中壓閃蒸塔與再吸收塔的壓差較小,流體流速小,所以該分離器安裝在中壓閃蒸塔與再吸收塔之間,而沒(méi)有設置在主洗塔和中壓閃蒸塔之間,可以更有效地除掉污泥2.補充循環(huán)甲醇甲醇會(huì )因為凈化氣霧沫夾帶、閃蒸、熱再生、水分離及排含氨甲醇等因素造成損耗,所以必須定期向系統內進(jìn)行補充。最近發(fā)現:當向系統內補充甲醇時(shí),凈化氣中硫含量會(huì )明顯升高,甚至超標。一般,補充的都是成品精甲醇,質(zhì)量完全可以保證,所以,補充甲醇后,系統的吸收效果應該更好,原運行時(shí)也的確如此。為此,對系統進(jìn)行了全面排査。補液流程如下:來(lái)自于甲醇貯罐的成品精甲醇暫時(shí)存放在臨時(shí)貯槽內,系統需要補液時(shí)開(kāi)啟補液泵,直接將精甲醇輸送到再生塔的熱再生段,與系統內的貧甲醇混合。經(jīng)過(guò)對系統的全面排查后發(fā)現:當補液時(shí),貧液泵出口的貧甲醇中硫含量明顯升高。對補液流程進(jìn)行了更進(jìn)一步分析,影響再生效果的因素有①補充的精甲醇純度②再生塔塔底蒸汽的用量③再生塔熱再生段的壓力,正常為0.22MPa左右④再生塔熱再生段的溫度,正常為85℃左右;⑤酸性氣體的體積分數,正常為32%。中國煤化工CNMHG經(jīng)過(guò)對以上幾個(gè)因素更進(jìn)一步排查,發(fā)現酸性氣體積分數只有23%,這就是根源所在。原設計補液流程:補液泵出口連接在甲醇水分離塔中上部的回流管線(xiàn)上,然后甲醇蒸氣從塔頂進(jìn)入再生塔的熱再生段。為保持甲醇水分離塔的液位,甲醇回流閥必須減小開(kāi)度,由補充的精甲醇代替一部分回流甲醇;由于補充的精甲醇溫度較低,會(huì )有一部分甲醇從塔底進(jìn)入甲醇洗滌塔,被尾氣夾帶排入大氣,造成甲醇損耗量大。為了解決此問(wèn)題,將補液口改至再生塔的熱再生段的虹吸管上,結果使這部分溫度較低的甲醇變成了再洗甲醇,將再生出的部分HS和C0S重新洗滌回去,導致再生不合格。為了驗證此結論,提高再生段溫度后,貧甲醇中硫含量明顯降低;但溫度提高,意味著(zhù)酸性氣體中的甲醇夾帶量也增多,會(huì )給克勞斯硫回收工段造成難以承受的負擔,仍無(wú)法滿(mǎn)足正常生產(chǎn)的需要。為了解決此問(wèn)題,繼續對補液流程進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)多次試驗,將補液口移到熱再生段底部、與貧液泵的入口齊平的位置。既解決了甲醇損耗問(wèn)題,又不會(huì )影響熱再生效果。原料氣中的有機硫含量通常在粗煤氣當中,由于采用的煤種、煤化工藝及操作條件等方面的不同,所以在煤氣中會(huì )含有一定數量的無(wú)機硫和有機硫化合物。無(wú)機硫主要為Hs,有機硫以COS為主,還含有少量的硫醇、硫醚及噻吩等。由于有機硫在甲醇中的溶解度較小但其含量較低,而且在變換過(guò)程中有一部分也可轉化為溶解度較大的HS,所以在凈化氣過(guò)程中所存在的有機凵中國煤化工藝CNMHG的要求,一旦有機硫的含量過(guò)高,即使在轉換過(guò)程中也會(huì )有部分有機硫無(wú)法轉變,所以會(huì )導致凈化氣中有機硫含量過(guò)高,導致總硫超標。4.改進(jìn)措施提高甲醇再生塔再沸器的操作負荷;增大甲醇再生塔塔頂酸性氣體的排放量,使氨同酸性氣一起排至硫回收裝置進(jìn)行燃燒處理:在再生塔回流泵出口處設置排氨點(diǎn),當甲醇中的氨含量達到一定的值時(shí),排放含氨甲醇至精餾的雜醇貯槽。四、結束語(yǔ)綜上所述,影響凈化氣中硫含量的因素還有很多,諸如系統壓力、循環(huán)量、貧甲醇中的水含量、變換氣指標等,但這些都是容易想到的,且都可以通過(guò)調節系統指標解決,往往有一些隱臧因素是不易想到的,這些需要對全系統進(jìn)行認真仔細排查,絕不能放過(guò)任何異常指標。參考文獻[l]顧英.粉煤氣化工中酸性氣體脫除方案的選擇[J].石化技術(shù)與應用,2004.22,452-455[2]李旭光,周永濤.低溫甲醇洗凈煤氣硫含量超標淺析[J.化學(xué)工程師,2010,(6):51-52[3]丁武松,尚乃明.低溫甲醇洗高負荷穩定運行操作條件探討[J.中氮肥,2003,(6):41-45[4孫緒軍,馬洪光,侯欽利.低溫甲醇洗系nYH中國煤化工J].CNMHG科技信息(科學(xué)教研),2008.中國煤化工CNMHG