氧氣對低溫甲醇洗系統的影響及解決措施

Feb.2014化肥設計第52卷第1期Chemical Fertilizer Design2014年2月氧氣對低溫甲醇洗系統的影響及解決措施孔秋生,李繁榮(中國五環(huán)工程有限公司,湖北武漢430223)摘要:分析了低溫甲醇洗系統中氧氣的來(lái)源;簡(jiǎn)述了氧氣對低溫甲醇洗系統的影響;提岀了降低低溫甲醇洗系統中氧氣含量的控制措施以及相應的設計方案。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;氧氣;控制;設計方案doi:10.3969/j.issn.1004-8901.2014.01.016中圖分類(lèi)號:TQ223.121文獻標識碼:B文章編號:1004-8901(2014)01-0048-03Influence of Oxygen Gas on Rectisol System and Its Solution MeasureKoNG Qiu-sheng. LI Fan-rongChina Wuhuan Engineering Company Lid, Wuhan Hubei 430223 ChinaAbstract: Author has analyzed the source of oxygen gas in rectisol system; has briefly described the influence of oxygen gas on rectisol system; hasproposed the control measure and its appropriate design scheme to reduce the oxygen gas content in rectisol systemhemedoi:10.3969/j.isn.1004-8901.2014.01.016低溫甲醇洗脫硫脫碳技術(shù)是20世紀50年代初煤氣化裝置采用碎煤加壓氣化τ藝,粗煤氣中的氧氣德國林德公司和魯奇公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種氣體浄隨工藝過(guò)程進(jìn)入了低溫甲醇洗系統。粗煤氣中氧含化工藝。該工藝以冷甲醇為吸收溶劑,利用甲醇在量的多少由氣化工藝決定,也因煤種不同而有所差低溫下對酸性氣體溶解度極大的特性,分段選擇性異,氧氣的體積分數基本控制在0.1%~0.4%地吸收原料氣中的H2S、CO2及各種有機硫等雜質(zhì)。(2)裝置檢修過(guò)程中帶入系統。由于檢修過(guò)程低溫甲醇在吸收酸性氣體的同時(shí)還吸收了工中需打開(kāi)人孔,而檢修完畢后又未進(jìn)行充氮保護,藝氣中的氧氣、水、HCN等微量組分,由此,進(jìn)入低故氧氣被帶入低溫甲醇系統。溫甲醇洗系統中的氧氣會(huì )造成設備、管道被氧化,3)由于低壓氮氣管網(wǎng)不潔凈,氧氣隨著(zhù)氣提所產(chǎn)生的鐵的氧化物與生產(chǎn)過(guò)程中系統中的硫化氮氣及密封氮氣進(jìn)入低溫甲醇洗系統。氫、水發(fā)生反應產(chǎn)生鐵的硫化物。同時(shí)氧氣在低溫2氧氣對低溫甲醇洗系統的影響甲醇中的行為特性與SO2相近,在甲醇洗熱區可與H2S發(fā)生克勞斯反應,生成單質(zhì)硫。氧化產(chǎn)生的鐵2.1污染甲醇的硫化物及克勞斯反應生成的單質(zhì)硫將使整個(gè)低低溫甲醇洗系統運行過(guò)程中氧氣與硫化氫反應溫甲醇洗工段表現出冷量不足、系統阻力增大的問(wèn)生成單質(zhì)硫,也可使管道內發(fā)生氧腐蝕產(chǎn)生的顆粒物題,導致貧甲醇泵出力不足、系統腐蝕堵塞,使得生進(jìn)入甲醇液中,出現甲醇液臟,甲醇液的顏色呈暗褐產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失。筆者以下色,伴有不明顆粒物在里面,使得甲醇溶液被污分析低溫甲醇洗系統中氧氣的來(lái)源,簡(jiǎn)述其對低溫染23。陜西某廠(chǎng)某次大檢修結束后再開(kāi)車(chē)時(shí)發(fā)現甲醇洗系統的影響,提出降低系統中氧氣含量的控低溫甲醇洗工段工況嚴重惡化,幾臺纏繞式換熱器相制措施和相應的設計方案,與同行交流。繼出現換熱能力下降、阻力增大的現象,尤其是11低溫甲醇洗系統中氧氣的來(lái)源2貧甲醇冷卻器情況更為嚴重。系統中的甲醇遭到嚴重污染,裝置中導淋排出的甲醇顏色發(fā)黑4。第1期孔秋生等氧氣對低溫甲醇洗系統的影響及解決措施2.2堵塞系統形成單質(zhì)硫,長(cháng)期運行過(guò)程易堵塞塔板的浮閥,影陜西某廠(chǎng)大檢修結束后再開(kāi)車(chē)過(guò)程中發(fā)現低響裝置的正常運行;②碳鋼設備易產(chǎn)生腐蝕,尤其溫甲醇洗工段工況嚴重惡化,整個(gè)低溫甲醇洗工段當甲醇脫水塔中的水含量較高時(shí),更易被腐蝕;③表現出冷量嚴重不足、循環(huán)量不平衡、僅能維持對下游裝置形成威脅,影響下游裝置催化劑的使用50%系統負荷,生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。將污染物樣品壽命加熱200℃、3min后,檢測到的化合物為Fe2O33.2嚴格控制檢修過(guò)程Fe2O4,證明污染物為鐵的化合物。利用吸光光度低溫甲醇洗系統停車(chē)期間,應盡量防止空氣進(jìn)法分析甲醇污染物,未檢測到羰基鐵化合物,由此入系統,有條件時(shí)可進(jìn)行充氮保護,維持系統微正斷定甲醇污染物為鐵的硫化物。導致裝置冷量嚴壓。如需打開(kāi)設備檢修,應將需檢修的部分與其他重不足、系統阻力增大和貧甲醇泵出力不足的主要部分隔離,防止空氣進(jìn)入其他設備。檢修完畢,應原因就是鐵的硫化物黏附在換熱器的殼程管壁上,立即將系統封閉,并進(jìn)行充氮保護,避免設備長(cháng)期堵塞了換熱器管程。在1"貧甲醇冷卻器上部發(fā)現暴露于空氣中,以免由于接觸空氣而引起設備的大量碎片狀硫化鐵黏結,導致?lián)Q熱效率下降、循環(huán)腐蝕。量難以平衡,系統負荷受到極大影響。除此以外,3.3保證低壓氮氣的純凈度如果鐵的硫化物繼續接觸氧和水,還會(huì )繼續發(fā)生反加強對進(jìn)入低溫甲醇洗系統的氣提氮氣和氮應,生成硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鐵等,對系封氮氣檢測,保證低壓氮氣的純凈度,防止不潔凈統產(chǎn)生進(jìn)一步的污染、腐蝕、堵塞“。氮氣進(jìn)入系統2.3凈化氣硫超標由于甲醇被污染,循環(huán)甲醇中顆粒物的存在,4優(yōu)化低溫甲醇洗系統的設計方案直接影響了氣液的有效接觸,降低了甲醇的吸收能(1)碳鋼材料換成不銹鋼材料。在低溫甲醇力,使得凈化氣中硫超標”。同時(shí)由于腐蝕、堵塞洗系統中,用不銹鋼材質(zhì)更換原來(lái)的碳鋼材質(zhì),可等的發(fā)生,導致甲醇洗系統岀現冷量不平衡、系統阻以起到很好的抑制腐蝕的作用。通過(guò)眾多的硏究力增大貧甲醇泵出力不足等問(wèn)題,使得甲醇循環(huán)量發(fā)現,采用碳鋼制成的換熱器列管,是換熱器在與吸收氣量不匹配,從而造成凈化氣中硫超標。低溫甲醇洗系統中產(chǎn)生腐蝕的根源。因此在進(jìn)行2.4下游催化劑加速失活換熱器列管設計時(shí),用不銹鋼材料來(lái)代替碳鋼材由于氧氣在甲醇中的溶解度不大,帶入系統中料,在抑制腐蝕方面,可以達到極佳效果。如德國的氧氣一部分被甲醇溶液吸收,另一部分被帶亼下的菲巴煉油低溫甲醇洗系統,其二氧化碳吸收塔游系統,使得下游系統催化劑被反復氧化還原,加采用碳鋼塔板+不銹鋼浮閥,運行幾年后,發(fā)現碳速失去活性。鋼塔板岀現腐蝕,該煉油廠(chǎng)遂用不銹鋼塔板替換2.5系統存在爆炸風(fēng)險了原來(lái)的碳鋼塔板,以后再未出現塔板腐蝕冋題。由于氧氣的存在,其有可能在某個(gè)位置聚集,(2)采用對雜質(zhì)不敏感的固定閥塔盤(pán)。若遇到特殊條件,如管道撞擊等情況的發(fā)生,系統(3)增設過(guò)濾器。鐵的硫化物微粒細小,精細則有發(fā)生爆炸的風(fēng)險。過(guò)濾器是處理該微粒的良好裝置。在現有貧甲醇3降低系統中氧氣含量的措施過(guò)濾器、富甲醇過(guò)濾器的基礎上,可增設甲醇注入原料氣系統的過(guò)濾器、增設預洗甲醇過(guò)濾器。3.1增設除氧設施(4)增大原料氣冷卻器管間距。因氧氣由工藝氣帶入系統的,故可在上游裝置(5)排出管插入設備內,使排出口高于設備最增設除氧設施,將氧氣控制在一定的范圍。國內某低點(diǎn)。煤制天然氣項目,上游煤氣化裝置采用Iugi固定(6)增加化學(xué)清洗口、增加蒸汽注射口。床碎煤加壓氣化,變換工序采用部分變換工藝,進(jìn)入甲醇洗系統氧氣的體積分數約為0.3%。經(jīng)與林5結語(yǔ)德公司、魯奇公司進(jìn)行技術(shù)交流,林德公司和魯奇(1)低溫甲醇洗系統工藝氣或是檢修過(guò)程中帶公司認為進(jìn)入甲醇洗的原料氣中氧含量不應超過(guò)入氧氣,可能導致低溫甲醇洗系統出現甲醇污染、200×106,討高的氧含量會(huì )產(chǎn)生如下問(wèn)題.①導系締腐蝕堵塞凈化氣硫招標等問(wèn)顥。第1期何歡脫碳系統問(wèn)題分析及整改措施原因,然后制定糾正措施,千萬(wàn)不要一味地補加藥濾器。劑,否則會(huì )造成系統更加惡化。(5)穩定系統總釩及含量在指標范圍內。6.3加強日常管理(6)減少溶液污染,對于使用的化學(xué)藥品,除了(1)維持脫碳自身的水平衡,對于熱鉀堿脫碳在配制溶液時(shí)防止帶入其他雜質(zhì)外,還要分析其質(zhì)工藝,一般都是水平衡過(guò)剩,應著(zhù)重防止稀釋。量是否合格,因為有機胺、碳酸鉀、五氧化二釩等物(2)檢修開(kāi)工階段兩塔應認真進(jìn)行檢修,按要料的不合格,也會(huì )導致脫碳液變質(zhì)。求進(jìn)行水清洗、堿洗以及靜動(dòng)態(tài)釩化?？傊?隨著(zhù)運行和管理水平的不斷提高,經(jīng)驗3)正常生產(chǎn)時(shí)應加強分析,注意對四價(jià)釩和的不斷總結積累,以上問(wèn)題在我廠(chǎng)都得到了較好地五價(jià)釩的分析,一旦發(fā)現其比例失調,及時(shí)采取補解決和緩解,對于遺留問(wèn)題,我廠(chǎng)將繼續跟蹤分析,救措施。逐步解決。(4)加強過(guò)濾,運用好機械過(guò)濾器和活性炭過(guò)收稿日期:2013-03-04(上接第49頁(yè))(2)工藝設計時(shí)應采取措施,避免甲醇洗系統[2]呂春成.低溫甲醇洗裝置運行中岀現的冋題及對策[J].西中的氧含量過(guò)高。若工藝氣中氧含量過(guò)高,需在上部煤化工,2003(1):39-42游設置除氧器,同時(shí),在設計時(shí)可考慮一些特殊的3]張曉軍.低溫甲醇洗裝置甲醇污染物分析[J].大氮肥2002,25(3):188-189設計以保證低溫甲醇洗系統的正常運行[4]牛芳芳,李松立.低溫甲醇洗系統中腐蝕問(wèn)題探討[J].科(3)系統停車(chē)檢修期間,應盡量避免空氣進(jìn)入技專(zhuān)論:332-333系統,避免設備長(cháng)期暴露于空氣中,以免由于接觸5]常成.簡(jiǎn)析低溫甲醇洗凈化氣中硫含量的影響[J].中國化空氣而引起設備腐蝕。工貿易,2013(4).285-331參考文獻[6]汪家銘.低溫甲醇洗凈化工藝的技術(shù)進(jìn)展及應用概況[J].化肥[I]荊宏健.魯奇煤加壓氣化制氦工藝及裝置的實(shí)踐與研究[M]設計,2008(1):25收稿日期:2013-10-12北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20大唐克旗煤制天然氣示范項目投產(chǎn)我國首個(gè)煤制天然氣示范項目大唐內蒙古克什克騰旗煤制天然氣示范項目2013年12月18日投運成功,正式并入管網(wǎng),向中石油北京段天然氣管線(xiàn)輸送出清潔的煤制天然氣產(chǎn)品。該項目于2009年8月20日經(jīng)國家發(fā)改委核準,2000年8月30日正式開(kāi)工建設,分3個(gè)系列連續滾動(dòng)建設每個(gè)系列均為13.3億m3/a煤制天然氣。此次投產(chǎn)送氣的為該項目含有A、B2個(gè)單元的一系列裝置,二、三系列裝置將分別于2014年和2016年陸續建成投產(chǎn)。該項目以劣質(zhì)褐煤作為原料,采用杭氧大型化空分裝置、碎煤加壓氣化、耐硫耐油變換、低溫甲醇洗凈化以及丙烯壓縮制冷、克勞斯-氨法硫回收等囯內成熟技術(shù),以及國際一流、國內首次引進(jìn)的英國戴維公司合成甲烷技術(shù)、加拿大普帕克天然氣干燥技術(shù)等。3個(gè)系列裝置全部建成投產(chǎn)后達到40億m/a煤制天然氣的生產(chǎn)規模(汪家銘)湖北化肥建成20萬(wàn)t/a合成氣制乙二醇工業(yè)示范裝置2013年12月28日,中石化湖北化肥分公司20萬(wàn)ta合成氣制乙二醇工業(yè)示范裝置建成并進(jìn)入試車(chē)階段。該項目總投資23.64億元,位于湖北枝江經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區楚天化工園區內,2012年8月30日開(kāi)工建設,以現有殼牌氣化爐生產(chǎn)合成氨和尿素產(chǎn)品后的粗煤氣為原料,主要建設內容包括合成氣凈化分離、乙二醇合成和副產(chǎn)品回收3個(gè)部分。項目建成投產(chǎn)后,新增乙二