國產(chǎn)化低溫甲醇洗裝置運行優(yōu)化

第5期中氦肥2015年9月M-Sized Nitrogenous fertilizer progressSep. 2015國產(chǎn)化低溫甲醇洗裝置運行優(yōu)化雷朝紅,鮑勝儉,李曉艷(陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司,陜西神木719319)[摘要]結合陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司二期甲醇裝置的實(shí)際情況,介紹大連理工大學(xué)第一代低溫甲醇洗工藝包首次在400k/a煤化工裝置上的應用情況,分析與探討系統存在的問(wèn)題,并提出解決方案,以實(shí)現系統的安全、穩定、優(yōu)質(zhì)運行。[關(guān)鍵詞]低溫甲醇洗;甲醇水分離塔;管道振動(dòng);H2S濃度;甲醇消耗;運行優(yōu)化[中圖分類(lèi)號]TQ22.121[文獻標志碼]B[文章編號]1004-9932(2015)05-0050-03得到不含硫的尾氣。0引言從H2S濃縮塔上段下部出來(lái)的含硫溶液作陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司二期400kt/a甲為系統最低冷源與貧甲醇等換熱升溫后進(jìn)人CO2醇裝置始建于2006年,2008年8月一次試車(chē)成解吸塔下段,閃蒸出部分溶解的CO2等氣體,功。其中,氣體凈化單元采用的是大連理工大學(xué)液體經(jīng)換熱升溫后進(jìn)入CO2解吸塔底,閃蒸出開(kāi)發(fā)的低溫甲醇洗第一代工藝包,是大連理工大溶解的氣體。從CO2解吸塔底出來(lái)的甲醇液進(jìn)學(xué)低溫甲醇洗工藝第一次工業(yè)放大到400k/a規人H12S濃縮塔下段,用汽提氮汽提后得到CO2模的裝置上應用。改進(jìn)后工藝采用6塔流程,與含量較低且溫度也較低的甲醇液,此甲醇液含有林德工藝相似,其冷負荷和設備投資比林德工藝少量CO2,基本上含有原料氣中所有硫化物,用低,但冷量需求比林德工藝高。泵升壓,通過(guò)換熱器與從甲醇熱再生塔來(lái)的貧甲1大連理工低溫甲醇洗工藝簡(jiǎn)述醇換熱后進(jìn)入再生塔進(jìn)行熱再生。再生塔塔底得到的貧甲醇經(jīng)換熱降溫后送吸收塔頂部,塔頂得來(lái)自變換工段的壓力(3.2±0.2)MPa到的富含H2S的氣體送硫回收系統(A)、溫度<45℃的變換氣,與循環(huán)氣混合,從水分離器分離出來(lái)的含水甲醇還含有并在原料氣中注人防止結冰及形成水合物的貧甲CO2,經(jīng)換熱后送入甲醇水分離塔中部,從尾氣醇,原料氣換熱后從下部進(jìn)入甲醇洗滌塔,與自水洗塔塔底來(lái)的含有少量甲醇的水溶液也進(jìn)入甲上而下的貧甲醇逆流接觸,脫除氣體中的CO2、醇水分離塔中部,從再生塔底來(lái)的少量貧甲醇通H12S和COS,塔頂出來(lái)的凈化氣(總硫≤0.10過(guò)換熱后作為塔頂回流。甲醇水分離塔底得到甲10°,CO2<4.0%)送甲醇合成工段。醇含量達到排放標準的水,排出系統。吸收了H2S和CO2后的甲醇富液換熱降溫系統中近20臺的換熱器組成的換熱網(wǎng)絡(luò )用再減壓后,分別進(jìn)人閃蒸罐,經(jīng)循環(huán)氣壓縮機增以回收冷量并保證必要的工藝條件。壓后返回到原料氣中。富含CO2的甲醇先膨脹進(jìn)入CO2解吸塔頂,經(jīng)原料氣冷卻器回收冷量2出現的問(wèn)題及采取的優(yōu)化措施后進(jìn)人尾氣洗滌塔,用脫鹽水進(jìn)一步除去其中的2.1酸性氣中H2S濃度偏低微量甲醇后排放。富含H2S的甲醇先膨脹進(jìn)入凈化裝置從2008年開(kāi)車(chē)以來(lái),由于受系統CO2解吸塔中部,閃蒸出部分溶解的CO2,同時(shí)和凈化氣中總硫含量的影響,酸性氣中H2S含溶解的H2S也部分閃蒸出來(lái),用塔頂回流的不量一直不高(維持在18%以下),遠低于設計指含硫甲醇液洗滌,以吸收氣體中的硫化物,塔頂標(35%),且極不穩定。通過(guò)系統優(yōu)化、降低[收稿日期]201504-15[修稿日期]2015-05-14洗滌甲醇循中國煤化工周整H2S濃作者簡(jiǎn)介]雷朝紅(1967—),男陜西合陽(yáng)人,工程師縮塔操作壓YHCNMHG手段,將酸第5期雷朝紅等:國產(chǎn)化低溫甲醇洗裝置運行優(yōu)化51性氣中H2S濃度提至了30%左右。主要運行優(yōu)的貧液溫度降低,從而使貧甲醇循環(huán)量下降;二化措施如下。是塔底部的富硫甲醇中一部分CO2被除去,H2S(1)改變閃蒸氣去向。水分離器分離出來(lái)濃度進(jìn)一步提高,進(jìn)入熱再生塔后,解吸出來(lái)的的甲醇和水的混合冷凝液中吸收有一定量的CO2酸性氣中H2S濃度得到增高及H2S,通過(guò)甲醇水分離塔給料加熱器換熱升溫(5)控制循環(huán)甲醇NH3含量,增加酸性氣后,冷凝液中大量CO2及H2S會(huì )解吸出來(lái),原回流量。進(jìn)入低溫甲醇洗系統的NH3,在甲醇再始設計氣相、液相均進(jìn)入甲醇水分離塔中,造成生系統中不容易脫除,不斷積累,當NH3含量甲醇再生塔再生氣中CO2含量升高。將其改人達到一定程度時(shí),NH3會(huì )與H12S在熱再生塔中H2S濃縮管線(xiàn),進(jìn)入H2S濃縮塔下部,提升了富反應生成(NH1)2S,(NH4)2S溶解于循環(huán)甲醇甲醇中C∽O2的解吸量,同時(shí)提高了再生富甲醇中,并隨循環(huán)甲醇進(jìn)入甲醇洗滌塔內,在塔頂分中的H2S含量。解成H2S和NH3,從而導致凈化氣超標。NH(2)降低洗滌甲醇的循環(huán)量。甲醉循環(huán)量和H2S濃度越高,生成(NH1)2S的幾率和量越越大,洗滌同樣的變換氣后,甲醇中H2S濃度大,出工段的凈化氣中H2S和NH含量越大。越低,經(jīng)過(guò)閃蒸、汽提和熱再生后得到的酸性氣為此,通過(guò)再生塔氣相定期排№H3,控制循環(huán)甲中H1S濃度也越低。為此,通過(guò)提高各氨冷器醇中NH,含量在指標之內,避免H2S和NH2反的負荷,降低貧甲醇溫度,從而減小洗滌甲醇的應,增加去H2S濃縮塔酸性氣量,實(shí)現硫濃縮。循環(huán)量。但甲醇循環(huán)量也不能太低,否則會(huì )使出優(yōu)化調整后,酸性氣中H2S濃度大幅提高工段氣體中H濃度超標,引起合成催化劑中并保持穩定,具體數據見(jiàn)表1表1優(yōu)化前后酸性氣中的H2S濃度對比%(3)增加汽提N2量。正常生產(chǎn)中,H2S濃時(shí)間H2S濃度縮塔底部通入惰性氣體N2,以降低氣相中的優(yōu)化前CO2分壓,促使富硫甲醇中的CO2更好地解吸2011-10-15出來(lái),CO2解吸越徹底,由熱再生塔解吸出來(lái)的2011-11-26酸性氣中H2S濃度也越高。但汽提N2量不能過(guò)2011-12-13高,太高會(huì )使CO2解吸的同時(shí)H2S也被解吸出2012-06-0715.46去,既損失H2S,又污染環(huán)境。在180000m7/h2013-10-3016.30優(yōu)化后變換氣量下,將汽提N2量由9006m3/h逐漸增201402-10至10000m3/h,既可保證放空尾氣達標排放,201403-11又能提高酸性氣中的H2S濃度。2014-04-174)調整CO2解吸塔、H2S濃縮塔操作壓20l4-04-2031.02力。CO2解吸塔設計壓力為190kPa,由于設計2014-04-2231.01控制閥門(mén)通徑偏小,日常運行壓力始終高于22022管道振動(dòng)kPa,CO2氣體解吸不完全。為此,增加控制閥低溫甲醇洗裝置自2008年試車(chē)投產(chǎn)以來(lái),副線(xiàn),控制運行壓力至190kPa,加大CO2氣體H2S濃縮塔甲醇泵的進(jìn)、出口管道振動(dòng)較大,導解吸量,降低H2S濃縮塔運行負荷,且有效提致管線(xiàn)上的支吊架損壞嚴重,部分管道局部發(fā)生高了H2S濃縮塔上段富甲醇的冷量。H2S濃縮塔嚴重變形。設計運行壓力為70kPa,塔底部的富硫甲醇中仍2.2.1原因分析含有不少的CO2,這部分CO2被帶入再生塔汽提(1)H2S濃縮塔甲醇泵出口管線(xiàn)上的蝶板段,降低了酸性氣中的H2S濃度。為此,在保調節閥工作時(shí),閥前閥后壓差過(guò)大,致使介質(zhì)中證H2S濃縮塔出口氣體指標的前提下,將H2S有部分氣體析出,產(chǎn)生兩相流,造成閥門(mén)前后壓濃縮塔操作壓力從70kPa降至62kPa,促使更力波動(dòng)較大而產(chǎn)生不平衡力,引起管線(xiàn)振動(dòng)。多的CO2解吸出去。改進(jìn)后,一是降低了貧富2)設H中國煤化工。對出H2S液換熱介質(zhì)中的富液溫度,通過(guò)換熱使人吸收塔濃縮塔的管4CNMHG、閥門(mén)通徑中氮肥第5期設計偏大20%,導致氣液兩相在低速流動(dòng)時(shí)形薄而泄漏。成柱狀流,引起管道振動(dòng),開(kāi)停車(chē)時(shí)尤為嚴重;2.3.2優(yōu)化措施另外,H2S濃縮塔甲醇泵出口管線(xiàn)上的調節閥1)增加加堿裝置,在尾氣洗滌塔入口脫Lv-20291,其滿(mǎn)負荷調節閥位在30%左右,而鹽水管道內加入10%(質(zhì)量分數)的NaOH溶儀表允許的閥門(mén)調節開(kāi)度范圍為50%~80%,液,保持甲醇水分離塔底水的pH在8~10這是引起閥門(mén)穩態(tài)振動(dòng)的內因。2)將入甲醇水分離塔的洗滌水管道延伸(3)閥門(mén)選型不當。采用偏心旋轉型式閥至塔體中部,避免酸性洗滌水與塔壁直接接觸。門(mén),在閥門(mén)開(kāi)度較小、前后壓差較大的情況下,優(yōu)化改造后,基本上消除了甲醇水分離塔的其工作狀態(tài)極其不穩,闞門(mén)在由30%閥位向腐蝕問(wèn)題,近年大修檢查未發(fā)現腐蝕危害。15%閥位關(guān)閉的時(shí)候,出現控制室指示與閥門(mén)動(dòng)2.4低溫甲醇洗系統甲醇消耗遠高于設計值作不一致的現象;當控制室指示閥門(mén)開(kāi)度為2012年低溫甲醇洗系統在高負荷運行過(guò)程25%和20%的時(shí)候,閥門(mén)不動(dòng)作;當要求閥門(mén)中,甲醇消耗平均約2.16kg/t(甲醇),遠遠高開(kāi)度為15%時(shí),閥門(mén)先突然關(guān)閉至0,再逐漸恢于設計值1.08kg/t(甲醇)。通過(guò)系統優(yōu)化,增復至15%,這一過(guò)程導致泵出口管線(xiàn)上產(chǎn)生水加冷凍單元負荷,調整甲醇分配量,更改排氨點(diǎn)擊波,當該水擊波向上傳遞至泵入口管線(xiàn)時(shí),導以調整循環(huán)甲醇品質(zhì)等手段,將甲醇消耗降至致入口管內流體發(fā)生水錘,這是管線(xiàn)發(fā)生嚴重位1.45kg/t(甲醇)。具體優(yōu)化措施如下。移及變形的主要原因。(1)降低循環(huán)甲醇溫度。循環(huán)甲醇溫度的2.2.2優(yōu)化措施高低,直接關(guān)系到CO2解吸塔和H2S濃縮塔塔(1)現場(chǎng)及時(shí)手動(dòng)調整泵出口手動(dòng)閥,實(shí)頂溫度的高低,溫度越高,出塔氣相夾帶的甲醇現部分節流,使泵出口自調閥開(kāi)度控制在儀表要蒸氣越多。整改措施:調整冷凍站負荷,以降低求的正常范圍內。循環(huán)甲醇溫度,使CO2解吸塔和H2S濃縮塔塔(2)在管道暫時(shí)不能更換的情況下,所有頂溫度明顯降低,尾氣中甲醇含量明顯減小。支吊架按原設計重新加固復原。(2)合理分配循環(huán)甲醇在各塔段的加入量。(3)據實(shí)際運行情況重新核算管道、閥門(mén)循環(huán)甲醇在甲醇洗滌塔上、下段的分配量和不含通徑,將調節蝶閥更換為套筒閥,消除振源。H2S的富甲醇在CO2解吸塔的回流量,決定了去優(yōu)化改造后,基本上消除了管道的主要振CO2解吸塔和H2S濃縮塔塔頂甲醇量的大小,去源,H2S濃縮塔甲醇泵進(jìn)出口管線(xiàn)狀況良好。塔頂的富甲醇量太小,出工段的尾氣中H2S含2.3甲醇水分離塔腐蝕問(wèn)題量就會(huì )超標;去塔頂的富甲醇量太大,霧沫夾帶在裝置運行Ia后,尾氣洗滌水入甲醇水分甲醇量就會(huì )增高。整改措施:在保證各工藝指標離塔管線(xiàn)及塔體附近頻繁出現泄漏,停車(chē)檢查發(fā)的前提下,盡量減少去CO2解吸塔和H2S濃縮現洗滌水入口塔體周?chē)s0.2m2內,因腐蝕塔塔塔頂的富甲醇量。體壁厚嚴重變薄。質(zhì)檢取洗滌水樣分析,pH為3)更改排氨點(diǎn),以調整循環(huán)甲醇品質(zhì)。2~4,顯強酸性。國外工藝包該塔材質(zhì)選用不銹控制循環(huán)甲醇中的水含量和氨含量,是降低系統鋼,本項目為了節約投資,選用的是碳鋼,由于甲醇消耗的重點(diǎn),原因及措施如下。設計、選材及施工方面的原因,導致該塔關(guān)鍵部①若循環(huán)甲醇中的水含量偏高,甲醇吸收位時(shí)常泄漏。能力會(huì )下降,循環(huán)量增大,設備腐蝕嚴重,影響2.3.1原因分析換熱器換熱效果,同時(shí)會(huì )增加過(guò)濾器的清理頻入尾氣洗滌塔的尾氣中含有大量的CO2及次,造成甲醇損耗較大。整改措施:控制好入低部分H2S,與水接觸反應形成偏酸性洗滌水,溫甲醇洗裝置的變換氣溫度,減少帶人低溫甲醇通過(guò)尾氣洗滌水泵送入甲醇水分離塔后,沿塔體洗裝置的水量,同時(shí)調整好甲醇水分離塔的操內壁下流至液體分布器內,此過(guò)程中,由于管道作,降低循環(huán)甲醇中的水含量和塔壁與酸性水接觸及洗滌水中酸性氣體的受熱②系中國煤化工防腐有利,揮發(fā)對其形成強腐蝕,使管道和塔壁厚度逐漸減可減緩管道CNMHG過(guò)高,在熱第5期中氦肥2015年9月M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progresssep.2015低溫甲醇洗裝置運行中出現的問(wèn)題及解決劉致強,董睿敏,郭曉鵬(陜西渭河煤化工集團有限責任公司,陜西渭南714000[摘要]陜西渭河煤化工集團有限責任公司三期400kt/a甲醇項目合成氣凈化采用大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗工藝,簡(jiǎn)述其工藝流程,重點(diǎn)介紹幾項為優(yōu)化裝置性能實(shí)施的技術(shù)改造或處置措施。[關(guān)鍵詞]低溫甲醇洗;H2S;CO2;甲醇循環(huán)量;氣動(dòng)調節閥;循環(huán)氣壓縮機;碳銨結晶中圖分類(lèi)號]TQ223.121[文獻標志碼]B[文章編號]1004-9932(2015)05-0053-03陜西渭河煤化工集團有限責任公司(簡(jiǎn)稱(chēng)已成功解決了多項制約生產(chǎn)的瓶頸問(wèn)題。以下重渭化集團)三期400k/a甲醇項目包括6.5MPa點(diǎn)對其中幾項具有典型意義的技術(shù)改造或處理措德士古水煤漿加壓氣化、低溫甲醇洗凈化、卡薩施作一介紹。利甲醇合成等工序,于2011年3月12日一次試車(chē)成功,產(chǎn)出AA級甲醇產(chǎn)品。其中,低溫甲醇1工藝流程簡(jiǎn)介洗工藝選用大連理工大學(xué)具有自主知識產(chǎn)權的專(zhuān)渭化集團低溫甲醇洗裝置變換氣的設計處理利技術(shù)工藝包,已達到國際先進(jìn)水平。渭化集團量為191043.3m3/h(干基),操作彈性為50%三期甲醇項目低溫甲醇洗裝置經(jīng)過(guò)3a的運行,~110%,同時(shí)鑒于甲醇合成工藝不需要大量高純度CO2,為降低運行費用,故取消了CO2洗滌[收稿日期]201503-18塔,采用5塔流程(如圖1),5塔即甲醇洗滌塔作者簡(jiǎn)介]劉致強(1987-),男,山東臨沂人,助理工程師,C7601、H2S濃縮塔C7603、甲醇再生塔C7604碩士,從事煤基甲醇生產(chǎn)。甲醇/水分離塔C7605和尾氣洗滌塔C7606。再生系統的氣相管線(xiàn)中會(huì )出現碳銨結晶,造成熱對工藝、設備的優(yōu)化改造,特別是管道振動(dòng)的消再生系統復熱,導致甲醇損耗較大。低溫甲醇洗除及酸性氣中H2S濃度的提高,消除了系統運系統排氨原設計為,經(jīng)水冷器后回流液罐液相排行的安全隱患,滿(mǎn)足了克勞斯硫回收系統對酸性氨,排氨效果不好,且甲醇損耗較大。整改措氣濃度的要求,取得了很好的經(jīng)濟效益,系統運施:將低溫甲醇洗系統排氨改為高溫氣相排氦,行也更加穩定。由再生塔頂氣相入水冷器之前,引一股氨含量較高的酸性氣至水冷器,冷凝后的液相去二期精餾[參考文獻]甲醇油貯槽,氣相并入酸性氣中去硫回收閥前[1]吳秀章.煤制低碳烯烴工藝與工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)送入硫回收系統。排氨點(diǎn)改變后,循環(huán)甲醇中氨出版社,2014:129-168含量得到有效控制,保證了系統的穩定運行,甲[2]唐宏青.新型煤化工技術(shù)前沿[M].北京:中國財政經(jīng)濟醇消耗明顯減少出版社,2014:125-132通過(guò)上述優(yōu)化調整后,系統甲醇消耗降至[3]杜兆海,胡慶彪.低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)研究1.4kg/t(甲醇)左右,但與設計值還有差距。[J].河南化工,2011(10):3-64]賀可順,范明智,周遠.低溫甲醇洗技術(shù)在煤制甲醇項3結語(yǔ)目中的應用[J].大氮肥,2010(6):402-404[5]張國民,楚文鋒,耿恒聚.低溫甲醇洗工藝的研究進(jìn)展與大連理工大學(xué)的第一代低溫甲醇洗工藝,與應用[J].化學(xué)工程師,2010(10):31-33林德、魯奇低溫甲醇洗工藝相比,雖然在能耗及[61趙鵬飛,李及其在煤化工工藝運行方面還存在一定的差距,但我公司通過(guò)中的應用[中國煤化工-248CNMHG