撬式過(guò)濾組合在低溫甲醇洗工藝中的應用探討

2014年6月潔凈與空調技術(shù)CCC第2期撬式過(guò)濾組合在低溫甲醇洗工藝中的應用探討中國電子工程設計院劉書(shū)傾王春軍北京石油化工工程公司劉敬摘要氣體凈化中的低溫甲醇洗工藝是近年來(lái)脫除酸性氣體普遍釆用的一種凈化工藝。該工藝以其技術(shù)成熟、溶劑廉價(jià)易得、凈化度高、選擇性好等特性,被廣泛應用于合成氨、合成醇類(lèi)等行業(yè)。甲醇循環(huán)液的純凈度是保證低溫甲醇洗裝置的長(cháng)周期穩定運行的重要前提。撬式過(guò)濾組合被應用于低溫甲醇洗工藝,能有效確保甲醇液的潔凈度。關(guān)鍵詞低溫甲醇洗;凈化氣體;撬式過(guò)濾組合;超濾;壓差監測;液位控制Application Discussion of Skidded Filter Combination in Rectisol ProcessLiu Shuqing, Wang Chunjun and Liu JingAbstract The rectisol process in gas purification is a common purification process used in the recent years for the removalof acidic gases. The process is used widely in the synthesis of ammonia, alcohol and other industries due to the fact that thetechnology is mature and has many good characteristics such as the high purification rate, good selectivity, easily acquiredand cheap solvent. The purity of the methanol circulating fluid is an important factor for a stable and long period operationof the rectisol equipment. In this paper, Skidded Filter combination can be used in rectisol process to effectively ensure thepurity of the methanolKeywords Rectisol; Gas purification; Skidded Filter combination; Ultrafiltration; Pressure monitoring: Liquid level control0引言要問(wèn)題,高度自動(dòng)化的撬式過(guò)濾組合以其凈化程度低溫甲醇洗是在上世紀50年代初德國林德公司高、過(guò)濾效率好、占地空間小的特性,成為解決這與魯奇公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種氣體凈化工藝,是目前難題的最佳裝置。脫硫脫碳凈化裝置中運行成本較低的一種。該工藝為保證低溫甲醇洗裝置的長(cháng)周期穩定運行,利用低溫甲醇在低溫(-9℃~-64℃)、高壓條件下就要保證甲醇循環(huán)液的純凈,不受污染,而且要極易溶解酸性氣體的良好特性,用以對原料氣進(jìn)行保證低溫甲醇洗工藝中低溫甲醇的溫度達到預設計脫硫和脫碳。隨著(zhù)近幾年國內煤化工、石油化工行低溫,以保證甲醇液體的低溫特性。循環(huán)甲醇在業(yè)的蓬勃發(fā)展,該工藝以其工藝技術(shù)成熟、溶劑廉吸收了原料氣中的水、二氧化碳、硫化氫、氨等價(jià)易得、凈化度高、選擇性好,被廣泛應用于國內的同時(shí),還帶入一些硫化亞鐵、羰基鐵、羰基外合成氨、合成醇類(lèi)及其他羰基合成、城市煤氣、工鎳、水、氨及銨鹽結晶硫化鐵、煤粉之類(lèi)的固體業(yè)制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。由于溶液粉塵雜質(zhì),雖經(jīng)后序分離裝置再生分離,但一些的循環(huán)再生利用,溶劑的凈化成為該工藝中的一個(gè)雜質(zhì)會(huì )積存在循環(huán)液中,并隨循環(huán)液循環(huán)流動(dòng)進(jìn)入重要環(huán)節,提高凈化質(zhì)量和凈化效率是這環(huán)節的重熱交換器、甲醇循環(huán)泵等裝置或設備中,沉積并降低熱交換效率,甚至堵塞換熱器、管道,增加劉書(shū)傾,女,1971年12月生,大學(xué)本科,工程師甲醇循環(huán)的阻力,同時(shí)積存于循環(huán)液中的雜質(zhì)會(huì )使100101北京市朝陽(yáng)區小營(yíng)路25號房地置業(yè)大廈90815810825082甲醇濃度提高,品質(zhì)下降,影響吸收效果,使整E-mail: liushuqing 2@ ceedi.個(gè)系統冷量不足;循環(huán)液體中的雜質(zhì)有可能沉積收稿日期:2014-03-031在液位變送器的取壓管中,造成儀器測量不準確,潔凈與空調技術(shù)CC&AC2014同時(shí)可能堵塞玻璃管液位計,造成液位指示不μm的不銹鋼纖維燒結氈濾芯,當粗過(guò)濾器中由于準;另外雜質(zhì)顆粒極可能進(jìn)入運轉泵機械密封的密攔截的固體雜質(zhì)積聚增多,附著(zhù)于濾芯的外表面,封面,造成機械密封泄漏,從而降低泵機械密封的形成濾餅,引起壓力增加,通過(guò)控制模塊開(kāi)啟備用使用壽命,增加系統的運行成本;循環(huán)甲醇液體的粗過(guò)濾器,保證系統連續運行,同時(shí)撬塊控制模塊固體雜質(zhì)還會(huì )堵塞塔板和填料,從而導致氣液相偏自動(dòng)打開(kāi)氮氣反吹閥,利用中低壓氮氣吹掃切換下流,增加塔內阻力,影響吸收和解吸效果:循環(huán)甲的粗過(guò)濾器,將附著(zhù)于濾芯表面的雜質(zhì)反吹清除掉,醇液體中的高濃度雜質(zhì)還會(huì )造成循環(huán)溶液在塔內起清洗后的粗過(guò)濾器進(jìn)入備用狀態(tài);粗過(guò)濾器攔截下泡,產(chǎn)生泛液現象,導致出塔氣中帶液,裝置被迫了大部分的固體雜質(zhì),那些比較細微的雜質(zhì)隨著(zhù)甲降低負荷運行,從而降低了生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)量。高效率、醇液體流入精過(guò)濾器,精過(guò)濾器中安裝了過(guò)濾精度高精度地凈化循環(huán)液體中的固體雜質(zhì)是解決問(wèn)題的為3μm的不銹鋼纖維燒結氈濾芯,它對液體中雜有效方法。撬式過(guò)濾組合應時(shí)而生,成為解決這一質(zhì)進(jìn)一步攔截,對3pm及以上的雜質(zhì)攔截率達到問(wèn)題的首選。9999%,精濾后液體中的雜質(zhì)對整個(gè)系統的運行1撬式過(guò)濾組合的構成已基本沒(méi)有影響。精濾后的甲醇液流出過(guò)濾組合,進(jìn)入甲醇洗下一單元。隨著(zhù)時(shí)間的增長(cháng),精過(guò)濾器撬式過(guò)濾組合屬于超濾范疇,它是一個(gè)組合的濾芯表面隨著(zhù)雜質(zhì)的沉積附著(zhù),精過(guò)濾器內的壓體,可以是一個(gè)過(guò)濾組合單元,也可以是兩個(gè)或多降增大,控制系統由于壓差到達設定值,啟用備用個(gè)過(guò)濾組合單元體組合而成,過(guò)濾組合單元體的數精過(guò)濾器,將原工作的精過(guò)濾器從過(guò)濾系統中切出,量由系統中的設計流量來(lái)確定。撬式過(guò)濾組合單元同時(shí)清洗系統自動(dòng)對其進(jìn)行清洗的主要結構是:粗過(guò)濾器2臺(1開(kāi)1備),每臺在低溫甲醇洗工藝的富甲醇溶液區,撬式過(guò)粗過(guò)濾器中安裝了3支過(guò)濾精度較高的不銹鋼纖維濾組合的流程和低溫貧甲醇區基本是一樣的,但由燒結氈濾芯或不銹鋼密紋編織網(wǎng)濾芯,這2臺過(guò)濾于富甲醇液此時(shí)含的雜質(zhì)含量要比低溫貧甲醇液中器交替工作;精過(guò)濾器2臺(1開(kāi)1備),每臺過(guò)高很多,過(guò)濾組合中的過(guò)濾元件過(guò)濾精度相對低些,濾器內安裝了3支過(guò)濾精度更高的不銹鋼纖維燒結粗過(guò)濾器中安裝的是0m的不銹鋼密紋編織網(wǎng)濾氈濾芯,這2臺過(guò)濾器同樣是交替工作;每臺過(guò)濾芯,精過(guò)濾器中安裝的是25m的不銹鋼纖維燒結器上都各裝有1套壓差變送器和液位控制器;另外氈濾芯利用此過(guò)濾組合對富甲醇液進(jìn)行過(guò)濾凈化。還設有整個(gè)撬塊的控制模塊、清洗系統、壓差測試該過(guò)濾組合采用模塊控制,實(shí)現了自動(dòng)切系統以及框架等。撬式過(guò)濾組合單元結構簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖換,在線(xiàn)清洗,保證了整個(gè)工藝裝置的連續生產(chǎn),最1。大限度地降低了人工成本。撬式過(guò)濾組合中的過(guò)濾元件可以根據用戶(hù)或現場(chǎng)實(shí)際需求調整過(guò)濾精度。2撬式過(guò)濾組合的特點(diǎn)撬式過(guò)濾組合中所用的過(guò)濾元件主要是不銹鋼纖維燒結氈濾芯,這種濾芯在近幾年來(lái)超濾裝置中被廣泛應用在以前大多數廠(chǎng)家采用的過(guò)濾元件精度不高,大多數的雜質(zhì)不能有效去除,導致后序設備中渣質(zhì)圖1撬式過(guò)濾組合單元沉積,嚴重影響了低溫甲醇洗的效果,降低了合成氨的產(chǎn)量和質(zhì)量;另外,為了清除設備及管道中沉在低溫甲醇洗工藝的貧甲醇溶液區,撬式過(guò)積的雜質(zhì),每年都要請專(zhuān)業(yè)洗滌公司對換熱器、管濾組合的流程是:甲醇從該組合的入口流入,先進(jìn)道及其他設備進(jìn)行清洗,清洗費用多達上百萬(wàn)元,入粗過(guò)濾器,粗過(guò)濾器中安裝的是過(guò)濾精度為15并且頻繁的清洗對設備壽命大有影響。也有部分廠(chǎng)第2期撬式過(guò)濾組合在低溫甲醇洗工藝中的應用探討71家選用了粉末冶金管來(lái)濾除甲醇中的雜質(zhì),濾除效作用,延長(cháng)了這些設備的使用壽命。果很好,但是價(jià)格昂貴,而且壓降大,粉末冶金管易斷裂,采用不銹鋼纖維氈作為過(guò)濾元件便克服了3撬式過(guò)濾組合的基本配置以上缺點(diǎn),它過(guò)濾精度高、強度可靠,同時(shí)具有很單個(gè)過(guò)濾組合單元用于甲醇富液時(shí)的標配參數高的孔隙率和極好的透氣性,阻力小。如下:不銹鋼燒結氈濾芯具有以下優(yōu)點(diǎn):設計壓力≤4MPa;設計溫度-80℃/+601)不銹鋼纖維燒結氈釆用直徑為微米級的不℃;設計流量為100m/h-150m3/h;設備材質(zhì)為銹鋼纖維經(jīng)無(wú)紡鋪制,疊配及高溫燒結而成,燒結不銹鋼S32168:粗過(guò)濾器2臺,粗過(guò)濾器過(guò)濾精后仍保持三維網(wǎng)狀多孔的結構特性,形成特殊的梯度為200m,每臺過(guò)濾器內裝有3支200m的濾度漸變孔結構,濾芯具有優(yōu)良的納污能力。芯,過(guò)濾材質(zhì)為不銹鋼密紋編織網(wǎng);精過(guò)濾器2臺,2)比表面積大,孔隙率高,粉末冶金管孔精過(guò)濾器過(guò)濾精度為100μm,每臺過(guò)濾器內裝有隙率最高只能達到40%左右,而不銹鋼纖維燒結3支100μm的濾芯,過(guò)濾材質(zhì)為不銹鋼密紋編織氈的孔隙率能達到80%以上,濾芯具有較低的流網(wǎng);整個(gè)設備的初始壓降為≤001MPa;當過(guò)濾動(dòng)阻力。器壓降達到005MPa,設備起動(dòng)吹掃清洗裝置,3)具有絕對過(guò)濾精度和固定孔材料使得流體吹掃介質(zhì)為低壓氮氣。整個(gè)設備設計壽命為10年。質(zhì)量更為準確、可靠單個(gè)過(guò)濾組合單元用于甲醇貧液時(shí)的標配參數4)獨特的褶皺結構,極大限度的增加單支濾如下芯的過(guò)濾通量,使得濾芯堵塞間隔延長(cháng),折疊后的設計壓力≤25MPa;設計溫度-10℃/+150過(guò)濾面積是圓筒形面積的3~4倍,使其工作壽命增℃;設計流量為30m3/h~50m3/h;設備材質(zhì)為加10倍以上。碳鋼Q345R;粗過(guò)濾器2臺,粗過(guò)濾器過(guò)濾精度5)穩定的結構使得流體的流動(dòng)更加均勻,這為10pm,每臺過(guò)濾器內裝有3支10μm的濾芯,樣保證了最長(cháng)的濾芯使用壽命、可靠的顆粒去除性過(guò)濾材質(zhì)為不銹鋼纖維燒結氈;精過(guò)濾器2臺,精能和長(cháng)時(shí)間保持低的流動(dòng)阻力。過(guò)濾器過(guò)濾精度為3m,每臺過(guò)濾器內裝有3支6)由于過(guò)濾材料的特殊設計和材質(zhì),不會(huì )因3μm的濾芯,過(guò)濾材質(zhì)為不銹鋼纖維燒結氈;整材料纖維脫落損壞濾芯結構和造成流體的二次污染。個(gè)設備的初始壓降為≤0.01MPa:當過(guò)濾器壓降7)采用折疊式筒狀結構,全熔透焊接,強達到0.05MPa,設備起動(dòng)吹掃清洗裝置,吹掃介度高,密封性好,可承受壓差△P≥10bar質(zhì)為低壓氮氣。整體設備設計壽命為10年。8)不銹鋼纖維燒結氈在高溫下(600℃的情況下長(cháng)期使用)具有非常好的機械強度和韌性,能4撬式過(guò)濾組合清洗過(guò)程的控制耐高溫和酸堿腐蝕。過(guò)濾裝置的自動(dòng)化程度主要體現在過(guò)濾設備切9)濾芯可清洗再生,反復使用;同時(shí)不銹換及清洗再生,過(guò)濾設備能夠做到自動(dòng)切換、在線(xiàn)鋼材質(zhì)滿(mǎn)足低溫甲醇洗工藝的低溫工況清洗,自動(dòng)化程度就大大提高了,對過(guò)濾設備的切撬式過(guò)濾組合應用到低溫甲醇洗中,系統中換、清洗過(guò)程的控制是整個(gè)系統控制中的核心。循環(huán)液的潔凈度大幅度提高了,使低溫甲醇洗裝置設備清洗的系統控制:每臺過(guò)濾器上都裝有達到了預期的脫硫脫碳效果。在進(jìn)入過(guò)濾組合之前,壓差變送器,當過(guò)濾器中壓差值達到預設值時(shí),甲醇液體中的懸浮物高達100mg/L以上,經(jīng)過(guò)過(guò)控制器發(fā)出指令,關(guān)閉工作過(guò)濾器的進(jìn)出口閥門(mén),濾組合過(guò)濾后的甲醇液體中固體雜質(zhì)含量已降到3將原過(guò)濾器切出系統,同時(shí)打開(kāi)備用過(guò)濾器的進(jìn)出mg幾L左右。由于過(guò)濾組合及時(shí)過(guò)濾掉了系統中生口閥門(mén),使備用過(guò)濾器進(jìn)入使用狀態(tài):然后原過(guò)產(chǎn)的固體雜質(zhì),避免熱交換裝置發(fā)生固體雜質(zhì)引起濾器進(jìn)入清洗階段,通過(guò)控制器打開(kāi)設備的氮氣入的堵塞,使換熱效率大大提高,對維持系統冷量平口和過(guò)濾器底部的排污口,對設備進(jìn)行反向吹掃清衡起到了重要作用,并且對后序其他設備起到保護洗,時(shí)間一般在3min左右(吹掃時(shí)間可以根據實(shí)72.潔凈與空調技術(shù)CAC014際情況來(lái)設定),吹掃清洗過(guò)程中由壓差監測清洗產(chǎn),不用完全替換設備,只是增減相應的過(guò)濾組效果。當設備進(jìn)行大修期間,或是利用氮氣反吹清合單元的數量即可。本設備即可就地控制也可以實(shí)洗不能達到較好的清洗效果時(shí),應該對濾芯進(jìn)行人現遠程控制,自動(dòng)化程度比較高,節約人力,便工清洗,將過(guò)濾器的設備法蘭打開(kāi),拆出濾芯,進(jìn)于控制,反應靈活迅速,流量穩定。多個(gè)過(guò)濾組行器外清洗,一般情況用水清洗即可,如果系統較合單元并聯(lián)成的撬式過(guò)濾組合圖見(jiàn)圖3。臟、濾芯被深度阻塞,可用洗潔精和檸檬酸配制的溶液在超聲波清洗機中徹底清洗,清洗后吹干裝入6結語(yǔ)過(guò)濾器中。過(guò)濾器清洗完成后進(jìn)入備用狀態(tài)。工業(yè)甲醇液體及氣體是易燃易爆、有毒介質(zhì),對人體有危害,應避免接觸皮膚和吸入蒸汽,否5撬式過(guò)濾組合的簡(jiǎn)單流程則會(huì )導致甲醇中毒,使人失明,甚至死亡。提高設撬式過(guò)濾組合過(guò)濾單元的流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2備的自動(dòng)化,讓人盡量遠離甲醇設備,就會(huì )在一程清洗系統控制系統度上減少人員傷害幾率。設備自動(dòng)化還節省了人力財力,降低了操作工人的勞動(dòng)強度,節省了人員配口一濾一速器一日-置,減少了人員誤操作的可能,使設備運行更加平穩,動(dòng)作更加靈敏準確。備用粗過(guò)濾器一備用精過(guò)濾器通過(guò)撬式過(guò)濾組合中低精度和高精度過(guò)濾的完美結合,可以在有限的投資條件下,達到最好的過(guò)壓差監測系統排污系統液位控制系統濾效果,可以很好的保護后序的換熱器和其他設備。圖2撬式過(guò)濾組合的流程圖在系統正常生產(chǎn)的情況下,及時(shí)過(guò)濾掉生產(chǎn)過(guò)程中不斷產(chǎn)生的微量污染物,使甲醇溶液中的雜質(zhì)濃度保持在最低水平,這樣就避免了后序工藝中換熱器發(fā)生堵塞現象,不需要再進(jìn)行專(zhuān)業(yè)清洗,既保持最佳的換熱效率,維持了系統中冷量的平衡,也省去清洗換熱器的開(kāi)支;同時(shí)維護了甲醇循環(huán)泵的使用壽命,降低了對其維護次數,降低了操作人員的勞動(dòng)強度,節約了維護成本;同時(shí)維護整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的正常負荷運行,增加產(chǎn)品產(chǎn)量,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。圖3多單元的撬式過(guò)濾組合參考文獻過(guò)濾組合可以根據實(shí)際流量或用戶(hù)要求的設計[l]高揚超濾器在低溫甲醇洗裝置中的應用J化肥設計,2010.48(3)流量來(lái)確定,以單個(gè)過(guò)濾組合單元單獨使用,也可[2]楊忠緒,李大明超濾技術(shù)在合成氨低溫甲醇洗系統中的以多個(gè)過(guò)濾組合單元并聯(lián)使用。使用靈活,安裝簡(jiǎn)應用[大氮肥,20026)便,占用空間小,可以應對實(shí)際流量變化以及擴[3]郭建民低溫甲醇洗工藝探討門(mén)內蒙古石油化工,19992