低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中H2S超標的處理

河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2010年第27卷·生產(chǎn)與實(shí)踐·低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中H2S超標的處理訾文禮,王美麗,劉新波(河南開(kāi)祥化工有限公司,河南義馬472300)摘要:低溫甲醇洗脫硫工藝原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中,H2S指標難于控制,分析其原因并給予了合理對策。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;脫硫工藝;H2S超標中圖分類(lèi)號:TQ223.12文獻標識碼:B文章編號:1003-3467(2010)07-0046-04河南開(kāi)祥化工制甲醇裝置采用4.0 MPa shell粉煤氣化制氣、耐硫低溫變換、3.4MPa低溫甲醇洗1低溫甲醇洗工藝的特點(diǎn)脫硫脫碳、魯奇加壓合成工藝,甲醇生產(chǎn)規模為760低溫甲醇洗滌法脫除氣體中的酸性氣體屬于濕Ud。由于出爐粗合成氣中CO含量(干基)高達法脫硫,它可以選擇性地脫除H2S和CO2,是當前合60%以上,而后續制甲醇工藝要求合成反應中H/C成氣深度脫硫的較先進(jìn)的技術(shù),廣泛用于甲醇合成為2.05-2.15,氣體成分遠低于上述比例需要通合成氨等生產(chǎn)中。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是能量消耗過(guò)變換工序使過(guò)量的一氧化碳變?yōu)闅錃夂投趸?脫除酸性氣體的效率高,而且選擇性好。它的缺碳低溫甲醇洗工序洗滌脫除H2S和多余的CO2,合點(diǎn)主要是:工藝流程長(cháng),甲醇的毒性大,設備制造和格凈化氣作為合成氣壓縮的原料氣,高純度的CO2管道安裝都應嚴格要求做到無(wú)泄漏。由于需要在低解吸氣作為煤氣化裝置惰性氣代替氮氣以節約運行溫和較高壓力下操作,因此對設備的材質(zhì)要求較高。成本吸收了H2S和CO2的富甲醇減壓解吸再生后循環(huán)利用。2工藝流程(見(jiàn)圖1)凈化氣必,8CW EI8Vu中國煤化工圖工藝流程國CNMHG收稿日期:2010-01-18作者簡(jiǎn)介:訾文禮(1978-),男助理工程師從事化工生產(chǎn)管理工作電話(huà):1362398000第4期(上)訾文禮等:低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中H2S超標的處理2.1氣體的吸收C5,C4的一小部分甲醇液經(jīng)換熱后進(jìn)入C5頂。C5來(lái)自變換工號的變換氣,預冷分離后進(jìn)入甲醇塔底設有再沸器E15,也可直接將蒸汽加入C5洗滌塔CI底部,在下塔與來(lái)自上塔的富CO2甲醇溶液接觸以除去原料氣中的HS、C0等組分;被3H2S超標的原因及處理措施脫除掉H2S的原料氣進(jìn)入Cl上塔,與貧甲醇逆流本系統自2008年6月份原始試車(chē)以來(lái),凈化氣接觸除去CO2,出C1塔頂的凈化氣經(jīng)E1復熱后被中H2S含量一度超標嚴重,技術(shù)人員逐一探索,摸送往合成氣壓縮工號索出一套原始開(kāi)車(chē)中解決H2S超標的對策。以下由貧甲醇泵P4送出的貧甲醇液經(jīng)甲醇貧液水展開(kāi)詳細的剖析:冷器E18、甲醇貧液冷卻器ⅡE9、甲醇貧液冷卻器Ⅳ3.1甲醇(吸收劑)問(wèn)題B8,冷至-54.79℃后進(jìn)人C1頂部吸收原料氣中的3.1.1再生甲醇純度問(wèn)題CO2。吸收CO2后的甲醇溶液由于溶解熱的釋放,開(kāi)車(chē)過(guò)程中對貧甲醇進(jìn)行分析,其H2S含量為溫度升高,經(jīng)兩次引出冷卻后繼續返回塔內吸收128×10-6,水含量為4%,嚴重超出工藝指標。CO2組分。措施:貧甲醇再生主要集中在熱再生塔。在塔2.2溶液的減壓再生頂穩定在0.22MPa的壓力下,通過(guò)塔底再沸器加減出Cl上塔底部的富CO2甲醇液,一部分進(jìn)入蒸汽,維持熱再生塔底溫度在99-101℃,控制C4下塔脫除原料氣中的H1S,另一部分經(jīng)冷卻后進(jìn)入底甲醇中HS含量<20×10-6。結合工藝包的設閃蒸槽3;出CI下塔底部的富H2S甲醇溶液冷卻計單位大連理工大學(xué)教授的意見(jiàn),在TS不超情況下后進(jìn)入閃蒸槽V2。V2、V3的甲醇液直接進(jìn)入CO2可以適量減少I(mǎi)S加入量。P6回流泵采購時(shí)的能力解吸塔C2進(jìn)行CO2閃蒸解吸,混合后的閃蒸氣壓應為設計能力的145%,鑒于此情況開(kāi)祥化工甲醇縮回收利用。從C3中部經(jīng)P抽出一股甲醇液,經(jīng)區又購買(mǎi)了一臺回流泵。E8、E6被加熱后進(jìn)入V7進(jìn)行氣液分離,出Ⅵ7的氣問(wèn)題:低溫甲醇洗工藝在原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中出現體直接進(jìn)人C2底,而液體經(jīng)P泵加壓和E7復熱過(guò)系統水含量高,C5水分離塔操作不好的現象。后,也進(jìn)入C2底。從C2中部和底部出來(lái)的甲醇進(jìn)V變換氣分離器底部液相中含有大量CO2氣體,入C6上下段,這兩股甲醇在C6中閃蒸出的氣體回進(jìn)入C5水分離塔內不利于塔壓的穩定,從而造成收冷量后,進(jìn)入解吸氣壓縮機K2壓縮至0.3MPa,系統水含量超標。經(jīng)降溫后進(jìn)入C2底。措施:在E16進(jìn)料加熱器后人C5前安裝一閃以上四部分共五股物流在C2內進(jìn)行解吸,出蒸分離器,閃蒸分離后的氣體進(jìn)入C3硫化氫濃縮C2的CO2氣經(jīng)El復熱后送出界區。塔底部,液相再入C5,閃蒸分離器的壓力控制在0.72.3溶液的汽提再生MPa。我廠(chǎng)通過(guò)C5適當配入直補蒸汽,有效提高了H2S的濃縮在C3中完成,進(jìn)入C3進(jìn)行解吸的精餾塔內的溫度梯度,現在系統水含量均<2%,能物料主要有:C6上下段出囗甲醇經(jīng)P、P8泵加壓后夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。進(jìn)入C3。來(lái)自C2上段底部不含硫的甲醇液進(jìn)入3.1.2甲醇中存在顆粒物C3頂部作回流液?jiǎn)?wèn)題:低溫甲醇洗工藝對系統顆粒物的過(guò)濾很為了使出C3送往甲醇再生塔C4的甲醇液中重要,由于系統是原始開(kāi)車(chē),設備、管道內存在硫化H2S得到充分的濃縮,將進(jìn)C3各物料中CO2解吸亞鐵羰基鐵等顆粒物,以及從煤氣化帶來(lái)的煤粉和出來(lái),向C3底部通入冷卻的汽提氮。出C3頂的尾變換工段帶來(lái)的觸媒粉等,系統曾出現過(guò)黑甲醇現氣經(jīng)E回收冷量后出界區。象。在這期間凈化氣TS超標,P4、P6、P3等泵入口2.4溶液的熱再生過(guò)濾器清洗出顆粒物,S2過(guò)濾器堵塞及封頭泄漏等出C3的經(jīng)濃縮的甲醇液通過(guò)加壓、過(guò)濾加熱情況中國煤化工兩臺過(guò)濾器連續投后進(jìn)人4進(jìn)行熱再生,熱源通過(guò)甲醇再沸器EIl用1CNMHG轉,但由于過(guò)濾器提供。塔頂蒸汽經(jīng)冷卻、分離、加壓后回流至塔內。濾芯是(性的,史同期系,成本太高,本廠(chǎng)采出C4底的貧甲醇經(jīng)加壓、過(guò)濾冷卻后進(jìn)入V4用主、旁路都投的原則,細小顆粒物依然存在來(lái)自Ⅴ1的甲醇/水混合物經(jīng)E16加熱后進(jìn)入措施:S1更換為50μm濾芯;S2先更換濾芯為河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2010年第27卷200μm,確認系統干凈后再更換為25μm。在v1設計為600Nm/h,明顯低于設計指標,導致CO2液體入C5前、C4再生塔底純凈甲醇入V4前加裝在C3中解吸的量少,在C4中解吸的量多,影響了25~50μm的管道過(guò)濾器H2S在C4中的解吸,未解吸完的H2S隨塔釜甲醇表1濾芯改造前后對比帶入V4中,從而H2S含量超標。項目別l濾芯若濾芯管道過(guò)濾器/μm懸浮物措施:在停車(chē)過(guò)程中,將煤氣化磨煤用的0.43mpmV液體入CS前C4底液體人V4前mg/LMPa氮氣改為空分產(chǎn)的30kPa的低壓氮氣,從而保改造前2.5250無(wú)證了汽提氮氣的用量改造后3.3吸收壓力、溫度問(wèn)題3.1.3系統串液?jiǎn)?wèn)題自原始開(kāi)車(chē)以來(lái),曾出現過(guò)凈化C噴淋溫度問(wèn)題:甲醇地下槽收集的廢液來(lái)自系統中各個(gè)達-54℃,再生甲醇純度達99%以上現象,由于煤淋其水含量和H2S含量偏高如果在輸入C5的氣化煤粉輸送動(dòng)力較低造成系統壓力低系統壓力過(guò)程中,由于閥門(mén)內漏或沒(méi)關(guān)嚴可能進(jìn)入了V4,會(huì )最高時(shí)為2.6MPa,影響了甲醇的吸收能力,造成使循環(huán)甲醇品質(zhì)惡化。H2S含量一度超標,說(shuō)明溫度、壓力是影響H2S超標措施:現場(chǎng)沒(méi)有使用的導淋全用盲板盲死排除的一個(gè)問(wèn)題。串液的可能措施:隨著(zhù)系統負荷的提高,提量和提壓同時(shí)進(jìn)3.2汽提問(wèn)題行,開(kāi)車(chē)過(guò)程中系統壓力快速升至28MPa以上,解由于低壓氮氣比較緊張,開(kāi)車(chē)過(guò)程中甲醇濃縮決了困擾低溫甲醇洗已久的總硫超標問(wèn)題(詳見(jiàn)表塔汽提氮氣量一直維持在2000Nm3/h左右,正常2)。表2溫度壓力對吸收的影響運行貧甲醇溫度凈化氣壓力粗煤氣氣量?jì)艋瘹鈿饬控毤状剂髁吭偕状妓吭偕状伎偭駽4塔底溫度總硫℃MPa Nm/hNm/h℃09.5.7-55.63.189367572290244.309.5.1778514248.90809.5.283.1l97967253.320.512.83960508204615.920.0409.7.1753.32.89486283323274.81.50.0l09.7.27817409.8.694436261.509.8.119814281975270.67.1400.20.0309.9.20-53.82.849583482227265.899.290.0809.10.52.839728081050263.413.699.790.0393261246.3注:凈化氣流量計計算參教是在設計溫度、壓力下標定的,實(shí)際表2中凈化氣壓力未達到設計值,因此流量偏大。3.4設備問(wèn)題3.6反硫化問(wèn)題主要是塔盤(pán)是否吹翻或設計不合理,如果各塔變換觸媒可能存在反硫化問(wèn)題,在開(kāi)車(chē)時(shí)對人、液相進(jìn)出口都有明顯的溫度梯度,可以排除塔盤(pán)問(wèn)出變換工段的工藝氣做分析,未發(fā)現總硫增大現象,題;另外,El如果內漏,低溫甲醇洗進(jìn)出口氣相走可排除反硫化的可能。近路,氣體就不可能合格,正常生產(chǎn)時(shí)通過(guò)進(jìn)出口取3.7進(jìn)出界區氣量問(wèn)題樣分析,可判定設備內漏問(wèn)題。由于低溫甲醇洗出界區凈煤氣直接和壓縮機相3.5導壓管串氣問(wèn)題連,因此壓縮機入口壓力的控制對H2S含量影響較甲醇洗滌塔分為四段,從各段氣相共引出5根大。中國煤化工界區煤氣74500導壓管,如果是進(jìn)出口串氣,就會(huì )導致H2S超標。NmCNMHG喘振回路開(kāi)得過(guò)我公司對各根部閥進(jìn)行了雙閥改造,經(jīng)現場(chǎng)關(guān)閉各小,致使抽氣量過(guò)大,出界區凈煤氣氣量達到80000根部閥,可排除串氣問(wèn)題。Nm/h,進(jìn)界區的CO2和H2S還未來(lái)得及吸收就被第4期(上)訾文禮等:低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中H2S超標的處理49抽出,是H2S超標的重要因素。設備等,保證冷、熱相時(shí)刻流通換熱,避免此類(lèi)似現措施:壓縮根據負荷適當降低轉速,調整回路,象再次發(fā)生。進(jìn)出界區氣量比例與設計值相當時(shí),H2S會(huì )很快合格。經(jīng)驗:當凈化氣變換氣>0.85時(shí)合成氣壓縮5存在的其他問(wèn)題機入口吸入氣量太大變換氣在C1中停留時(shí)間太51c4底再生甲醇H2S分析超標,而凈化氣中TS短,容易出現凈化氣中硫含量超標。當凈化氣/變換不超標氣<0.6時(shí),合成氣壓縮機入口壓力太高,凈化氣不在很多廠(chǎng)家分析中均出現C4底部出來(lái)再生甲利于輸出,在Cl中停留時(shí)間太長(cháng),凈化氣中的CO2醇中H2S含量在10×10-6~20×10時(shí),凈化氣中被甲醇完全吸收,不利于提高產(chǎn)量。TS不超標的現象。存在幾種情況:①分析出現的針對以上探討的方方面面,影響HS超標的因Ts不是H2s,可能是硫的其它形式;②甲醇中H1S素較多,原始開(kāi)車(chē)裝置應該綜合考慮逐一落實(shí),應分析方法沒(méi)有規范化的國家標準。大連理工的張教該能順利將H2S控制在指標之內。授根據狀態(tài)方程K的關(guān)系,經(jīng)計算與經(jīng)驗數據得操作中的注意事項知,C4塔底甲醇中H2S與凈化氣中H2S的對應關(guān)系為104.1循環(huán)的穩定52輔助解吸塔上段P8泵時(shí)常存在氣蝕現象般情況下,系統壓力、液位波動(dòng)發(fā)生在接氣和208年9月28日低溫甲醇洗C6上下段液位加減負荷時(shí)。特別是接氣后,系統甲醇在吸收時(shí)溶均顯示高報,現場(chǎng)P和P8進(jìn)出口壓力均低于正常解了酸性氣體,體積有一定的增加,表現出液位升值泵不打量。經(jīng)檢查,為氣蝕。高,同時(shí)解吸后體積減小,液位有所下降。再加上分析原因為:C6裙座基礎設計高度稍偏低、我些自調閥跟蹤慢,導致液位嚴重波動(dòng)。中控人員要廠(chǎng)對CO2用量要求大、C6壓力低、甲醇中CO2過(guò)飽快速瀏覽畫(huà)面,發(fā)現液位不正常及時(shí)調節,現場(chǎng)人員和造成的。解決措施為:在CO2量足夠前提下可以要加強泵的巡檢,發(fā)現問(wèn)題趕快與中控聯(lián)系。當出適當提高C6壓力提高P8泵入口靜壓頭?，F泵氣蝕時(shí),趕快通過(guò)泵出口壓力表根部閥排氣如53C6塔頂管線(xiàn)改造果仍不行馬上啟備用泵,穩住液位,一般接氣后需要C6(輔助解吸塔)塔頂設計氣相直接經(jīng)El7換1-2h才能把系統穩定下來(lái)。熱后至K2,K2一旦跳車(chē),C6塔頂壓力無(wú)法控制,后4.2加減負荷的調節增設塔頂安全閥和大旁路放空管線(xiàn)有效地穩定了加負荷時(shí),首先要加大甲醇循環(huán)量,TS吸收段C6壓力流量要比正常多出20m3/h,目的是防止在加負荷54無(wú)旁路自控閥失靈時(shí)硫含量超標,等系統穩定后,可以根據分析結果稍自動(dòng)調節閥在原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中,多次發(fā)生失靈減循環(huán)量。減負荷時(shí),巧S吸收段流量調節要慢,根情況。為此對現場(chǎng)人員進(jìn)行無(wú)旁路自調閥手動(dòng)調節據分析結果稍減循環(huán)量。方式的培訓并配備調節工具,并及時(shí)聯(lián)系儀表人員4.3氨壓機真空度進(jìn)行維修。中控人員在保證凈化成分與系統穩定下氨壓機真空度即氣氨總管壓力,應在-0.02小幅度調節控制好平衡。Ma以下,各氨冷器液位控制在45%-50%,各氨6結束語(yǔ)冷器換熱溫差不能<5℃4.4冷熱流體換熱器操作注意事項開(kāi)祥化工原始開(kāi)車(chē)過(guò)程中,由于H2S超標,工200年04月19日,氣化爐跳車(chē)后,LⅥ15269藝調整時(shí)造成凈化氣放空、合成催化劑損壞等。經(jīng)(C5204進(jìn)料自調)跟蹤慢,中控人員操作時(shí)沒(méi)有注歷了1年多的開(kāi)車(chē)經(jīng)歷,我公司已經(jīng)摸索出一套處意泵出口Lv15269全關(guān),有5mn左右,E10殼程熱理H中國煤化衛定后實(shí)際消耗為甲醇量不變但管程冷甲醇不流通,后來(lái)泵出口閥打54k防凍問(wèn)題,氣體的開(kāi)時(shí)導致冷、熱相激設備封頭泄漏,凈化系統循環(huán)凈化CNMHG脫至01x106中斷。建議操作時(shí)務(wù)必注意冷、熱相的閥門(mén)、管道、以下,CO2可脫至10×10以下。