Shell煤氣化制甲醇之低溫甲醇洗裝置洗滌甲醇消耗偏高的原因及對策

第47卷第3期化肥設計June 20092009年6月.Chemical Ferilizer Design●29●生產(chǎn)技術(shù)IShell煤氣化制甲醇之低溫甲醇洗裝置洗滌甲醇消耗偏高的原因及對策石自更,王峰(龍宇煤化工有限公司甲醇廠(chǎng)",河南水城476600)商要:介紹了低溫甲醇洗裝置在試車(chē)過(guò)程中出現的問(wèn)題;分析了該裝置甲醇消耗偏高的原因;提出了解決問(wèn)題的思路和辦法;總結了系統調整和技術(shù)改造后取得的效果。結果表明,甲醇消耗從800 kg/h下降到155 kg/h。關(guān)鍵詞: Shell煤氣化;甲醇;低溫甲醇洗裝置;酸性氣體中圈分類(lèi)號: TQ223. 121文獻標識碼:A文章編號:1004 - 8901 (2009)03 -0025 -04Reasons and Countermeasures for Washing Methanol Consume Being Too High in RectisolPlant of Methanol Made by Shell Coal GasificationSHI Zi-geng, WANC Feng( Methanol Plant of Longru Coal Chemical Enginering Company led. ,Yongcheng Henan 476600 China)Abtract; Author has intoduced the problems existed cnnission process of Rectiol Plant; has analyzed the reaons of methanol consune being toohigh of this plant; has preented the thinking and method of these problems to be solved; has summariued the eleet obtained after technical adjustmentand rfoformationn for this eystem. Reeult indicate that the methanol consume is reduced from 800 kg/h to 155 kg/h.Key words: Shell coal gification; methanol. Rectiol plant; acid gas河南龍宇煤化工有限公司的煤制甲醇項目于流失的第②種情況也可以排除。2008年3月建成投產(chǎn),氣體凈化裝置采用德國魯奇低溫甲醇洗生產(chǎn)技術(shù)在國內外已經(jīng)應用幾十年,工藝,設計處理變換氣體212128 m'/h ,操作彈性為氣體凈化指標完全達標,惟- -觖陷就是氣體夾帶甲醇60%~110%,裝置的設計適應于氣化裝置多煤種量較大,造成裝置甲醇消耗居高不下，這也是國內很變化的需要。自裝置投產(chǎn)以來(lái)，甲醇消耗一直居高多裝置的通病。筆者針對如何減少氣體夾帶甲醇,降不下。在工藝設計中,甲醇消耗保證值最大為低裝置甲醇消耗而采取的措施進(jìn)行論述。135 kg/h,其中排污甲醇量為50 kg/h,其他甲醇消1吸收系統 .耗正常為50 kg/h,最大為85 kg/h;而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,甲醇每月消耗多達600 t,即甲醇消耗為800我公司粗煤氣洗滌塔僅1臺,洗滌塔分為五段吸kg/h,遠遠高于設計值。收。變換裝置來(lái)的粗煤氣依次經(jīng)過(guò)原料氣換熱器、原從工藝原理上分析,甲醇流失的原因有幾種:料氣冷卻器、氨洗滌塔.原料氣深冷器,氣體溫度降至①氣體夾帶,主要有合成氣、二氧化碳氣體、尾氣、-17.1C,然后從底部進(jìn)人洗滌塔,依次經(jīng)過(guò)預洗酸氣的夾帶;②裝置的跑冒滴漏;③再生系統排放段、H2S吸收段、二氧化碳吸收段、主洗段、精洗段,廢水中甲醇含量偏高,造成甲醇流失。本公司低溫分別吸收粗煤氣中的NH, , HCN, H,S,COS,CO2等甲醇洗裝置的甲醇水塔再生效果較好,塔頂甲醇蒸物質(zhì),洗滌后的氣體從塔頂出來(lái),分別經(jīng)過(guò)原料氣汽的水含量控制在1%以下,塔底的廢水甲醇含量深冷器和原料氣卻冷器換熱后,送人甲醇合成工小于100x10-6,全部達到設計要求，甚至有時(shí)廢水序。低溫甲醇洗裝置吸收系統工藝流程見(jiàn)圖1。甲醇含量低至(5~6)x10-6,因此甲醇流失的第31大項目:河南省煤化工重大項目。種情況可以排除。在裝置試車(chē)期間，氣密工作非常作者簡(jiǎn)介:石自更(1966年-),男,河南濮陽(yáng)人,1989年畢業(yè)于鄭州完美,設備的跑冒滴漏情況基本消除。裝置在水聯(lián)工學(xué)院無(wú)機化工專(zhuān)業(yè).高級工程師,副總經(jīng)理,總工程師,從事化肥運期間,進(jìn)一步對裝置的缺陷進(jìn)行消除，因此甲醇生產(chǎn)企業(yè)合成氨、甲醇生產(chǎn)技術(shù)管理工作?；试O計.2009年第47卷二凱化雇氣體情貧甲靜關(guān)施專(zhuān)甲事合成裝輩主慶甲壁新增面孔12-4100同力印后半貧甲路粗自變換裝置洗路硫化氫預慶甲晚圈2洗滌塔第 105塊塔盤(pán)改造方案圈1低溫 甲醇洗裝置吸收系統工藝流程由于奇數塔盤(pán)與偶數塔盤(pán)的受液盤(pán)錯位分布,1一原料氣換熱器;2- -原料氣冷卻器;3-氨洗滌塔;4- -原料氣探冷這樣從貧甲醇人口管來(lái)的液體就直接進(jìn)人到103器;5一恍滌塔層塔盤(pán)的受液盤(pán)中,不再經(jīng)過(guò)104層和105層塔盤(pán),通過(guò)對合成氣中的甲醇含量進(jìn)行分析,發(fā)現甲其他不改變。此項改造可以增加氣相中攜帶液相醇的含量超標，設計值為200 x 10-*,而實(shí)際為的沉降距離,減少夾帶。第105塊塔盤(pán)距離塔頂的0.36%。裝置在2008年3~10月期間。由于氣化裝除沫器為1 200 mm,改動(dòng)以后液相沉降距離增至置處于試車(chē)階段,裝置負荷較低,氣化裝置的氧負2000mm。由于第105層和第104層塔盤(pán)沒(méi)有液體荷在55% ~ 85%之間,由于氣化燒嘴頻繁跳車(chē),造經(jīng)過(guò)，只是作為汽相的通道,這2塊塔盤(pán)就可以起成低溫甲醇洗裝置的負荷在130 ~ 150 km'/h之間到除沫器的作用,以阻止液體向上夾帶。由于洗滌波動(dòng)。系統負荷較低,閃蒸的二氧化碳氣體量偏塔的吸收能力是按照120%的洗滌能力進(jìn)行設計,低,二氧化碳氣體減壓閃蒸帶來(lái)的冷量就少,這勢從原理上講,減少2層塔盤(pán)的吸收,不會(huì )影響洗滌必造成洗滌甲醇溫度較高,塔頂主洗甲醇溫度為塔的整體洗滌效果。2008年11月~2009年1月期間,氣化裝置負. -48 C ,貧甲醇洗滌溫度為-45 C。為降低系統荷增至95% ~ 102% ,低溫甲醇洗裝置的負荷在180溫度,3臺氨冷器的出口甲醇、工藝氣溫度全部降至~210 km'/h之間波動(dòng),系統溫度大幅度下降,主洗正常設計值,但系統冷量沒(méi)有大的改善,主洗甲醇甲醇和貧甲醇洗滌的溫度降至-52 C左右。這主和貧甲醇洗滌的溫度仍然徘徊在原地。為了彌補要是由于大量被吸收的二氧化碳氣體送人再吸收洗滌甲醇溫度偏高的負面影響,防止洗滌塔出口塔,通過(guò)減壓閃蒸帶來(lái)大量冷量。二氧化碳氣體量H,S和CO2超標,采取增大洗滌甲醇的流量的改進(jìn)越大,節流制冷效果越好,系統溫度越低。在裝置措施;而該做法更加加劇了系統溫度的升高,究其滿(mǎn)負荷運行期間,洗滌塔出口工藝氣中夾帶甲醇含原因是由于洗滌甲醇的機械動(dòng)能轉化為熱能所造量降至100 x 10-以下,洗滌塔出口各項工藝指標全部達標,運行工況良好。成的。2008年11月中下旬,氣化負荷大幅增加。112酸性氣體回收系統月19日,洗滌塔出口合成氣中甲醇夾帶量突然增2.1工藝流程大,造成下游設備合成氣壓縮機的一-級人口分離器酸性氣體回收系統主要包括富硫化氫甲醇的的液位上漲頻繁,每小時(shí)排放甲醇高達15 t。該現H2S濃縮、酸性氣體的生成、酸性氣體中甲醇的分象說(shuō)明洗滌塔出口的工藝氣夾帶甲醇比較嚴重,裝離、酸性氣體的進(jìn)- -步濃縮。 酸性氣體回收系統工置在11月20日被迫停車(chē)檢修。經(jīng)過(guò)內部檢查,塔藝流程見(jiàn)圖3。盤(pán)沒(méi)有問(wèn)題,塔頂葉片式除沫器存在輕微變形,除水預洗甲尊二氧化碳氣體沫器的箱體底部鋼板略微向上凹,但不影響葉片式來(lái)自再吸收塔去再吸收塔除沫器正常使用。經(jīng)過(guò)與塔內件技術(shù)提供商和魯富碳化氫申游求甲座奇公司共同協(xié)商,-致認為塔頂的液相沉降距離偏來(lái)自甲國本”小是造成氣體夾帶甲醇嚴重的主要原因,特別是在去甲醇水塔。高負荷下該現象會(huì )加劇。經(jīng)過(guò)仔細核算,采取的改圖3 酸性氣體回收系統工藝流程造方案是對105層塔盤(pán)(塔最高層)進(jìn)行改動(dòng),在1-熱再生塔;2- -再佛器;3-甲醇水塔泵;4-預洗甲醇最終換熱105層塔盤(pán)的受液盤(pán)上開(kāi)設12個(gè)φ100mm的圓器;s-回流泵;6-熱再生塔冷凝器;7 -回流槽;8一克勞斯氣加熱孔,見(jiàn)圖2。器;9-克勞斯/二氧化碳換熱器;10-酸氣分離器:11-冷凝器第3期石自更等Shell 煤氣化制甲醇之低溫甲醇洗裝置洗滌甲醇消耗偏高的原因及對策.31●(1)洗滌塔的H2S吸收段的富二氧化碳甲醇確保甲醇水塔循環(huán)甲醇中的水含量控制在1%以吸收H2S后,首先送人中壓閃蒸塔,閃蒸出有用的下,甲醇水塔再沸器也幾乎在100%負荷下運行。.H2和CO后,進(jìn)人再吸收塔,在再生塔的MI段和IV回流槽的液位居高不下,經(jīng)常在80% ~ 100%之間段依縮后,送人熱再生塔的熱再生段進(jìn)行再生,其徘徊,而且需要雙泵運行才能保證回流槽的正常液目的是脫除甲醇中的CO2和H2So位。按照常規,洗滌塔的負荷不同,熱再生塔需要(2)熱再生塔的再沸器與甲醇水塔提供熱量,輸人的熱量也是不一樣的。假如洗滌塔60%的負熱再生塔的I段一熱再生 段內富H2S甲醇被來(lái)荷下要運行熱再生,需要輸入的熱量大約為64%,自塔底和甲醇水塔的甲醇蒸汽進(jìn)行汽提而再生,汽如果你用76%的熱量輸人替換64%的熱量輸人,熱提后甲醇中H2S氣體從熱再生段的塔頂閃蒸出來(lái),再生塔頂部的溫度就會(huì )升高到85 C ,這樣,使到達隨后依次通過(guò)一-系列換熱器以冷凝夾帶的甲醇。頂部的甲醇蒸汽更多,從而超過(guò)了冷凝器的處理能(3)經(jīng)過(guò)預洗甲醇最終換熱器和熱再生塔冷力。由于熱再生塔冷凝器出口溫度升高,并使回流凝器,H2S氣體溫度逐漸降低至40 C ,大部分甲醇甲醇的量升高達到141% ,導致回流甲醇的流量超被冷凝下來(lái),然后進(jìn)人回流槽, H2S氣體與夾帶的甲.過(guò)了1臺泵的處理能力,故需雙泵運行,即輸人到醇進(jìn)一步分離。再沸器的蒸汽增加了12%。因此,根據系統負荷高(4)出熱再生塔回流槽的H2S氣體進(jìn)入克勞低,控制好熱再生塔頂部溫度(最佳溫度為82 C),斯氣加熱器、克勞斯/二氧化碳換熱器,溫度降至即合理控制再沸器的熱量，是降低酸氣夾帶甲醇的-35 C ,然后進(jìn)入酸氣分離器,進(jìn)一步分離H2S氣決定性因素。體夾帶甲醇,同時(shí)對HS氣體進(jìn)行提濃，最后HS222進(jìn)入酸氣分離 器的氣體溫度偏高氣體在克勞斯氣加熱器加熱后送到碗回收裝置?？藙谒?二氧化碳換熱器出口H2S氣體溫度正常裝置自原始開(kāi)車(chē)以來(lái),酸性氣體夾帶甲醇量較在-35 C,而實(shí)際氣體溫度在-11 ~48 C之間波動(dòng)。大,甲醇損失設計在0.12% ,實(shí)際高達1% ~3%。造成進(jìn)人酸氣分離器的氣體溫度偏高有以下原因。在硫回收裝置不具備開(kāi)車(chē)條件時(shí),酸性氣體全部送(1)回流槽的出口溫度偏高的主要原因是熱到酸氣火炬,在酸氣火炬的導淋處排出大量甲醇。再生塔冷凝器換熱能力較差或熱再生系統的再沸硫回收裝置開(kāi)車(chē)后,由于制硫燃燒爐爐膛溫度忽高器熱量偏高。忽低,硫磺品質(zhì)降低,出現大量黑硫磺,經(jīng)常造成液(2)進(jìn)入克勞斯/二氧化碳換熱器的CO2量較硫管道堵塞,硫回收裝置無(wú)法正常運行。少。來(lái)自再吸收塔的I段閃蒸出的CO2,部分進(jìn)人2.1酸性氣體夾 帶甲醇原因分析克勞斯/二氧化碳換熱器。該股CO2氣體溫度- -般22.1進(jìn)入回流槽氣體溫度偏高在-60C左右,當低溫甲醇洗裝置負荷較低時(shí),再從熱再生段塔頂閃蒸出來(lái)的酸氣,溫度在吸收塔閃蒸的CO2較少時(shí),就會(huì )造成克勞斯/二氧76.5 C ,經(jīng)過(guò)2臺換熱器換熱后,溫度降至40 C,化碳換熱器出口H2S氣體溫度偏高。雖然酸氣分實(shí)際工況的溫度在52 ~ 68 C之間波動(dòng),較高的溫離器為提濃酸氣,有1股溫度較低( - 56 C )的甲醇度造成部分甲醇未被冷凝而進(jìn)入下游設備,特別是對酸氣進(jìn)行洗滌,但由于該股甲醇流量在設計上較酸氣溫度高于64.7 C時(shí),甲醇損失加劇。在排除低(1.667 m'/h) ,不能從根本上降低酸氣分離器出熱再生塔冷凝器(水冷器)換熱器設計存在問(wèn)題后,口酸氣溫度,勢必造成甲醇損失。又懷疑設備制造存在問(wèn)題,遂重新制造1臺新的換223酸 氣分離器到回流槽排放不暢熱器。投入使用后，換熱器的出口溫度顯著(zhù)降低,酸氣分離器的安裝位置在標高12m處,回流最低降至50 C,但還是沒(méi)有達到設計值要求的槽的安裝位置在標高6 m處。酸氣分離器分離的40 C。遂對預洗甲醇最終換熱器的運行工況進(jìn)行調甲醇及分離器的自身洗滌段噴淋的甲醇通過(guò)底部整,加大了預洗甲醇流量,這樣雖然可以降低甲醇導淋管線(xiàn)排至回流槽。該管線(xiàn)共分3段,前2段是最終換熱器出口的酸氣溫度,使熱再生塔冷凝器的水平管線(xiàn),第3段為垂直管線(xiàn)。出口酸氣溫度降至45C,但導致預洗甲醇的流量由于酸氣分離器的內部壓力較低(0.15 MPa),增大,使酸氣中的CO2含量增大,降低了酸氣濃度,管線(xiàn)較細,甲醇不能較快排至回流槽,很容易造成給酸氣提濃工作帶來(lái)負面影響,同時(shí)也影響硫回收酸氣夾帶甲醇。為消除此影響，把水平管線(xiàn)全部改裝置的正常運行。為傾斜度為45°的管線(xiàn),以確保甲醇順暢正常排放。在裝置開(kāi)車(chē)初期,為保證熱再生塔再生徹底合同時(shí)對酸氣分離器的絲網(wǎng)除沫器進(jìn)行改造,厚度由格,熱再生塔再沸器幾乎在100%負荷下運行。為100 mm增至200 mm,以減少甲醇夾帶?！?2●化肥設計2009年第47卷224酸氣分離器 出口酸氣流過(guò)大器后溫度較高,主要是由于閃蒸出的二氧化碳氣體造成酸氣流量過(guò)大的原因主要是再吸收塔的量偏低所造成的,這勢必造成夾帶甲醇量的增大。H,S濃縮段出現問(wèn)題。當再吸收塔的H2S濃縮段針對再吸收塔的I段閃蒸出的二氧化碳氣體的汽提氮氣量偏低時(shí),大量的二氧化碳氣體沒(méi)有被夾帶甲醇現象,采取的改進(jìn)措施是:①提高系統負閃蒸出來(lái),而是隨著(zhù)富H2S甲醇進(jìn)人熱再生塔。由荷,以大幅降低裝置甲醇消耗量;②降低進(jìn)人原料于熱汽提效應,大量二氧化碳氣體閃蒸出來(lái),降低氣深冷器I段的甲醇溫度,提高氨冷器的冷量,從了H,S氣體的濃度,同時(shí)造成酸氣流量增大,無(wú)疑根本.上降低二氧化碳氣體夾帶的甲醇量。增大了甲醇最終換熱器、熱再生塔冷凝器、克勞斯/5結語(yǔ)二氧化碳換熱器的換熱負荷,造成酸氣溫度偏高,最終導致酸氣夾帶甲醇量增大。因此,根據裝置負(1)通過(guò)系統調整和技術(shù)改造,大幅降低了裝荷不同,合理控制再吸收塔汽提的氮氣量是降低酸置排放氣體中的甲醇夾帶量,特別是減少了合成氣性氣體中二氧化碳量的關(guān)鍵。.和酸氣中的甲醇夾帶量。目前裝置甲醇消耗量可控制在135 kg/h以?xún)取?尾氣系統(2)氣體夾帶甲醇是一個(gè)比較復雜的問(wèn)題,不再吸收塔排放的尾氣,分2股分別進(jìn)人氮氣冷僅受到多方面因素影響,而且有的因素交叉或相互卻器和氨深冷器,匯集后進(jìn)入尾氣洗滌塔,洗滌甲.影響,因此應充分考慮多方面因素,在系統調整時(shí)醇后送人高點(diǎn)放空。由于排放的尾氣溫度較低,尾還應注意相關(guān)的負面影響。殼牌氣化裝置為解決氣中夾帶甲醇量較低,而且尾氣再次經(jīng)過(guò)除鹽水洗合成氣冷卻器出口溫度高的問(wèn)題,不斷進(jìn)行原料配滌,尾氣中夾帶甲醇量在正常指標內,尾氣夾帶甲.煤。當煤種發(fā)生變化時(shí),原料煤的有效組分亦發(fā)生醇的影響可以不予考慮。變化,H2S含量也發(fā)生變化。為適應煤種的變化,低溫甲醇洗裝置洗滌粗煤氣的組成發(fā)生變化，會(huì )影響4二氧化碳氣體 系統裝置再生系統的運行工況。再吸收塔I段排放的二氧化碳氣體經(jīng)過(guò)原料(3)裝置負荷高低是影響裝置經(jīng)濟運行的關(guān)氣深冷器換熱后氣體溫度在2~5 C。在這么低的鍵因素。氣化裝置的負荷發(fā)生變化,會(huì )影響整個(gè)系溫度條件下,該股二氧化碳氣體夾帶甲醇的可能性統的各種平衡。在裝置低負荷運行時(shí),合理優(yōu)化洗不大。再吸收塔I段閃蒸出的二氧化碳氣體分為2滌甲醇流量,特別是主洗甲醇流量,可以避免冷量損股,分別經(jīng)過(guò)克勞斯/二氧化碳換熱器和閃蒸氣深失。 調整汽提氮氣流量,增加氨冷器冷量,降低酸性冷器,匯集后與原料氣深冷器出來(lái)的二氧化碳氣體氣體流量 裝置加減負荷平穩進(jìn)行,不僅可以避免系再次匯合,最后送人二氧化碳壓縮機。在較低負荷統大幅度波動(dòng),也會(huì )大幅減少循環(huán)甲醇的損失量。下,再吸收塔I段閃蒸出的二氧化碳氣體經(jīng)過(guò)換熱收稿日期: 2009-03-10行業(yè)信息全國人大常委會(huì )通過(guò)《食品安全法》2009年2月28日全國人大第11屆第7次常委會(huì )通過(guò)<食品安全法> ,國家主席胡錦濤發(fā)布第9號主席令公布?！妒称钒踩?的主要內容有以下幾項:①理順體制,突出全程監管,加強對食品添加劑的監管,統- -食品安全標準等制度創(chuàng )新;②規定國務(wù)院設立食品安全委員會(huì )作為高層次的議事協(xié)調機構,將對食品安全監管工作進(jìn)行協(xié)調和指導;③提出統- -制定 食品安全國家標準的原則;④明確國家建立食品安全風(fēng)險監測和評估制度;⑤加強對保健食品、名人代言食品廣告等的監督;⑥對利益驅動(dòng)下的違法行為亮出利劍,規定除沒(méi)收違法所得外,還處以最高多達沒(méi)收物價(jià)值金額10倍的罰款,并吊銷(xiāo)許可證;⑦對監管失職、瀆職行為依據不同情況設置了相應處罰措施。肥料是糧食(農作物)的糧食。糧食是人類(lèi)生存最基礎的物質(zhì)之一。糧食安全是我國的基本國策,其包括數量上的安全和質(zhì)量上的安全。生產(chǎn)和施用肥料(化學(xué)肥料和有機肥料)包括肥料質(zhì)量和施用方法.會(huì )直接(或間接)影響糧食(農產(chǎn)品)的質(zhì)量,也會(huì )直接(或間接)影響人體的健康和安全,如肥料中的重金屬含量和農產(chǎn)品中硝酸鹽含量等。為此,化肥行業(yè)應重視《食品安全法> ,學(xué)習(食品安全法> ,執行<食品安全法>。(馮元琦供稿)