低溫甲醇洗循環(huán)甲醇氨含量高的原因及預防措施

第35卷第6期Vol 35, No 62012年6月HEBEI HUAGONGJune 2012低溫甲醇洗循環(huán)甲醇氨含量高的原因及預防措施劉文兵,王占江,張志新(河南煤化鶴煤公司化工分公司甲醇廠(chǎng),河南鶴壁458000)摘要:分析了低溫甲醇洗氨含量高的原因,采取了相應措施,使系統甲醇中氨含量降至可控范圍內關(guān)鍵詞:甲醇;氨含量;超標中圖分類(lèi)號:TQ223.12+1文獻標識碼:B文章編號:1003-5095(2012)06-000903Cause Analysis and Prevention Measures of High Ammonia's Contentin Low-temperature Methanol Washing SystemLIU Wen-bing, WANG Zhanjiang, ZHANG Zhi-zin(Henan Coal & Chemical Hebi Coal Group Corporation Chemical Branch Methanol Plant, Hebi 458000, China)Abstract: To analyze the causes of the ammonias content in low-temperature methanol washing system, and takemeasures to make ammonia content in methanol be reduced to the controllable rangeKey words: methanol; ammonias content; exceeding the standard1工藝原理置進(jìn)行回收凈化裝置的作用是去除變換氣中的酸性氣體成2循環(huán)甲醇氨含量高的原因分析分,其中低溫甲醇洗工藝是用低溫甲醇作為洗液(吸河南煤化鶴煤公司化工分公司甲醇廠(chǎng)在2010收劑),屬于典型的物理凈化工藝。其吸收過(guò)程遵循年6月發(fā)現低溫甲醇系統運行3個(gè)月后操作工況嚴亨利定律在溫度為-56℃時(shí),甲醇對 HCN NH3、重惡化,經(jīng)分析氨含量超標。對循環(huán)甲醇中氨含量H2S、COS、CO2和H2S具有較高的可溶性。在物高的原因進(jìn)行了分析,并采取了相應措施,將系統甲理吸收過(guò)程中,控制因素是溫度、壓力和濃度,含有醇中氨的含量降低到了可控范圍內。經(jīng)討論、論證任何成分的液體負載均與成分的分壓成比例。得出系統甲醇氨含量高的原因富甲醇通過(guò)再沸器中產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)行閃蒸和汽2.1系統富集因素提再生,其中閃蒸為該過(guò)程提供額外的冷卻,閃蒸氣原料氣中所含氨在吸收塔的預洗段被吸收,預通過(guò)循環(huán)壓縮,然后再循環(huán)到吸收塔,其損耗量最洗甲醇先在預洗甲醇加熱器中被預熱,再在預洗閃低。甲醇水分離塔保持甲醇循環(huán)中的水平衡。尾氣蒸槽內被閃蒸,閃蒸后甲醇經(jīng)過(guò)加熱送入熱再生塔。洗滌塔使隨尾氣的甲醇損耗降低到最大限度。變換其中一部分氨被其提出來(lái),而后有一部分在熱再生氣冷卻段的氨洗滌塔使變換氣中的氨含量保持在甲塔中頂部的冷凝系統再次被甲醇吸收,冷凝下來(lái)的醇放氣量最小的液位。酸性氣體通到克勞斯氣體裝甲醇經(jīng)熱再生塔回流又送回熱再生塔。這樣,氨就收稿日期:2012-03-29作者簡(jiǎn)介:劉文兵(1975-),男,大專(zhuān),2003年7月畢業(yè)于河南省黨校經(jīng)濟管理專(zhuān)業(yè),現在從事煤化工生產(chǎn)工作, E-mail:10河北化工 Hebei Chemical Industry第35卷會(huì )在甲醇系統中富集,且一部分以弱物理鍵,另一部常生產(chǎn)。分以強化學(xué)鍵方式溶解于甲醇中。氨的富集在達到一定含量后,會(huì )導致熱再生塔4預防措施中段用于氣提H2S的甲醇蒸汽不足以氣提氨,氨最4.1原料氣冷卻及氨的脫除終會(huì )在熱再生塔中段與H2S相結合形成(NH4)2S冷卻原料氣,使氨在原料氣中的含量降低,以防存在于熱再生甲醇中,當將再生甲醇送入吸收塔時(shí)止氨在熱再生塔系統中富集,同時(shí)減少甲醇的排放。再生甲醇中(NH4)2S會(huì )受到吸收塔頂段凈化氣的原料氣在合成氣換熱器內被合成氣冷卻,氨制冷劑分壓作用,使(NH4)2S分解再次釋放出H2S,使凈在深冷器殼側被加壓蒸發(fā)(溫度為5℃),其出口溫化氣H2S含量超標。度和蒸發(fā)壓力控制器串級調節,以避免溫度過(guò)低而2.2洗氨塔因素導致管程結冰堵塞換熱器。變換氣經(jīng)過(guò)洗氨塔的一股鍋爐水冷卻器換熱至原料氣攜帶的大部分氨將在氨再洗塔內被逆流40℃后,進(jìn)入洗氨塔。經(jīng)過(guò)3層塔盤(pán)來(lái)吸收原料氣接觸的40℃鍋爐給水吸收脫除,若原料氣流量或其中的大部分氨,減少進(jìn)入吸收塔的氨含量。中的氨含量增加,需通過(guò)鍋爐給水流量控制器來(lái)提2.2.1鍋爐水器換熱因素髙鍋爐給水流量以確保大部分氨被脫除。在日常生產(chǎn)中,由于鍋爐水冷卻器換熱效率問(wèn)題4.2吸收塔的預洗段氨的脫除造成鍋爐水溫度達不到設計要求時(shí),會(huì )影響到對原料為了避免原料氣中一些微量的氨、氫氰酸及其氣中氨的洗滌吸收效果。此外,進(jìn)入洗氨塔的原料氣它物質(zhì)對整個(gè)甲醇循環(huán)系統的污染,在吸收塔預洗溫度控制過(guò)高也會(huì )使系統中甲醇氨含量升高。段應將其脫除。由于這些成分溶解度高,不需要大2.2.2流量因素量的甲醇溶劑,因此,預洗甲醇流量應由流量控制器鍋爐給水與入地溫甲醇洗的流量不相匹配,使控制。通過(guò)吸收塔的預洗段分析點(diǎn)來(lái)分析HCN、原料氣中氨沒(méi)有被完全在洗氨塔洗下來(lái),從而使原NH3含量,再通過(guò)流量調整把出自預洗段氣體中的料氣中的氨超標進(jìn)入原料氣洗滌塔。因而,氨在洗HCN、NH3控制在指標內(NH3為5mg)。滌甲醇不斷吸收下而不斷積累,致使系統甲醇中的4.3再生塔的操作氨超標。熱再生塔實(shí)質(zhì)上是一個(gè)熱汽提塔,汽提甲醇蒸2.2.3洗氨塔塔盤(pán)因素氣主要由熱再生塔再沸器產(chǎn)生。其頂端閃蒸段壓力在設備安裝過(guò)程中,存在塔盤(pán)層數與負荷不匹由控制器來(lái)調整,中段的熱再生壓力(0.115MPa)配的問(wèn)題。在生產(chǎn)中,由于人為操作的因素,接氣過(guò)由壓力控制器控制。一般不要改變壓力控制器設定快會(huì )造成洗氨塔內的塔盤(pán)氨變形脫落,從而影響變值,因為壓力的變化會(huì )干擾甲醇水洗塔正常運行。換氣中氨在洗氨塔內的脫除。富甲醇在熱再生塔的中段第11~41塊塔盤(pán)汽2.3氨冷器因素提,以脫除H2S和CO2,CO2比H2S更容易被汽提低溫甲醇洗的氨冷器長(cháng)期在酸性物質(zhì)腐蝕下容出。離開(kāi)第41層塔盤(pán)的蒸氣在第42~50層塔盤(pán)上易造成內漏,系統停車(chē)后只要給系統泄壓,氨就會(huì )向用于汽提來(lái)自預洗甲醇加熱器的含有HCN及NH3甲醇一側泄漏。再次開(kāi)車(chē)時(shí)系統甲醇中氨的含量就的預洗甲醇;在第51~57層塔盤(pán)上用于汽提回流液會(huì )超標中的HCN及NH3。上層塔盤(pán)的液體負荷形成更有3生產(chǎn)對設備的影響利于NH3的汽提,從而最大限度的從克勞斯氣體裝置中一起被汽提。由于甲醇中的氨含量超標,其可伴隨富硫甲醇4.4再沸器的熱負荷控制進(jìn)入貧富甲醇換熱器加熱,然后進(jìn)入熱再生塔與熱再生塔的再沸器熱負荷(或甲醇蒸汽)并不與H2S相結合生成腐蝕性強的(NH4)2S,從而腐蝕熱所需汽提富甲醇的量成比例減少。在操作中最好保再生塔,降低其使用年限。同時(shí),還會(huì )對貧富甲醇換持較高負荷,但要避免過(guò)分汽提,另外,它能使熱再熱器熱側、熱再生塔水冷器及酸性氣冷卻器造成腐生塔在安全狀態(tài)下運行,并能確保HCN、NH3及蝕,降低換熱器使用年限造成企業(yè)檢修頻率增加、費H2S的汽提,從而使再生貧甲醇中HCN、NH3及用成本過(guò)高。此外,由于氨在熱再生塔與CO2結合H2S的含量盡可能降低生成碳銨,影響熱再生塔的頂部去沫器及閃蒸段換4.5甲醇中NH3的外排熱器和再生段換熱器的效果,甚至造成堵塞,影響正下轉第35頁(yè)蔣興榮,等:硫化銨提取鉛渣中硫工藝條件的研究由表1可知,脫硫率在反應25min前增加很快,結果見(jiàn)表4而>25min時(shí),隨著(zhù)浸出時(shí)間的增加,脫硫率反而下表4液固比對脫硫率的影響降,這是由于鉛渣中的硫酸鉛與硫化銨反應,對脫硫液固比13:13.5:14:1率產(chǎn)生影響。脫硫率/%1.4硫化銨濃度對脫硫率的影響液固比低,混合不充分,影響脫硫率;液固比過(guò)鉛渣量為200g、液固比為3:1、浸出時(shí)間為高,影響浸出反應速度,脫硫效率下降。由表4可25min時(shí),考察硫化銨濃度對脫硫率的影響結果見(jiàn)知,故液固比為3:1比較適宜。表1.7浸取溫度對脫硫率的影響表2硫化銨濃度對脫硫率的影響鉛渣量為200g、液固比為3:1、浸出時(shí)間為硫化銨濃度/(g/L)12013014015016018020025min,硫化鈉溶液濃度為140g/L時(shí),考察浸取溫脫硫率/%92.396.898.798.698.398.298.1度對脫硫率的影響,結果見(jiàn)表5。由表2可知,硫化銨溶液濃度在120~140g/L表5浸取溫度對脫硫率的影響范圍內,脫硫率增加很快;而在140~200g/L范圍溫度/℃內,脫硫率提高很慢,影響很小。故硫化銨濃度為脫硫率/%98.298.2398.298.2140g/L比較適宜。由表5可知,不同的浸取溫度下,脫硫率基本無(wú)1.5硫化銨用量對脫硫率的影響變化,因此,浸取溫度對脫硫轉化率基本無(wú)影響,實(shí)鉛渣量為200g液固比為3:1浸出時(shí)間為際生產(chǎn)中以常溫條件下即可。25min硫化銨溶液濃度為140g/L時(shí),考察硫化銨2結論用量對脫硫率的影響,結果見(jiàn)表3表3硫化銨用量對脫硫率的影響利用硫化銨浸取鉛渣中的單質(zhì)硫的最佳條件硫硫化銨(m0l)1.23510.310.351:0.41:0.451:0.51:0.6是:常溫下,硫化銨濃度為140g/L,液固比為3:1,脫硫率/%95.296.297.698.898.598.2981浸出時(shí)間為25min,硫與硫化銨的摩爾比為1:0.4由表3可知,硫化銨用量增加,脫硫率也隨之增在此浸出條件下,脫硫率可達98%。加,當硫化銨用量達到1:0.4以上時(shí),脫硫率提高很慢,因此硫與硫化銨的摩爾比以1:0.4為宜參考文獻1.6液固比對脫硫率的影響[1余繼變.重金屬冶金學(xué)[M].冶金工業(yè)出版社,1984鉛渣量為200g、浸出時(shí)間為25min硫化鈉溶2劉希漫:,有色金屬[M,治金工業(yè)出版社,198液濃度為140g/L時(shí),考察液固比對脫硫率的影響,[3]彭天杰.工業(yè)污染治理技術(shù)手冊[M四川科技出版社,1985.■(上接第10頁(yè))為了避免H2S進(jìn)入合成氣和形成的碳銨堵塞洗氨塔逆流接觸鍋爐給水量,精心操作熱再生塔,并換熱器,以及NH3在回流甲醇中富集,要通過(guò)排放嚴格控制壓力溫度指標及熱再生塔回流甲醇中氨含到界區一小股回流甲醇來(lái)實(shí)現降低NH3在系統中量。通過(guò)系統甲醇置換后,NH3含量一直控制在可的含量,控制熱再生塔回流甲醇中NH3含量控指標內。從而大大降低了甲胺及碳銨的形成,也<5g/L?？刂茻嵩偕状贾蠳H3含量<5Mg/L。降低了熱再生塔以及熱端換熱器腐蝕冷端換熱器的如果熱再生塔回流甲醇及熱再生甲醇中NH3含量堵塞,凈化氣出口H2S含量也降到10-以下。超標,即使在最大的汽提效果下也無(wú)法將NH3汽提到可控指標,排放到界區一小股回流甲醇的排放量參考文獻是根據NH3含量決定的。[1]康振軍,趙志才.淺析低溫甲醇洗工藝[J黑龍江科技信息,5總結[2]任軍平低溫甲醇洗裝置酸性氣體甲醇超標原因及對策[J].大氮通過(guò)對原料氣中的氨加強分析監控,及時(shí)調節肥,2008,(3):4-7.■