超濾器在低溫甲醇洗中的應用研究

Oct. 2011現代化工第31卷增刊(2)92Modern Chemical Industry2011年10月千可設超濾器在低溫甲醇洗中的應用研究張沛然(中國礦業(yè)大學(xué)應用技術(shù)學(xué)院,江蘇徐州2200摘要:介紹了天脊集團低溫甲醇洗工序針對系統中雜質(zhì)多影響換熱器的傳熱效果和生產(chǎn)負荷的情況,選用了超濾器進(jìn)行過(guò)濾使系統運行趨于優(yōu)化,對穩定生產(chǎn)起了一定的作用關(guān)鍵詞:超濾器;不銹鋼纖維燒結氈濾芯;物理吸收中圍分類(lèi)號:TQ545文獻標識碼:A文章編號:0253-4320(2011)S2-0092-Ultrafilter in low temperature methanol washing application researchZHANG Pei-ranPolytechnic University, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221000, China)Abstract: In Tianji Group in low temperature methanol washing process were introduced, in view of the systemmany impurities, influence of heat exchanger effectiveness and production load conditions, selection of the filter to filterallowing the system to run tends optimize, to stabilize the production played a certain roleKey words: ultrafilter; stainless steel fiber felt filter element; physical absorption天脊煤化工集團股份有限公司低溫甲醇洗裝置質(zhì)量濃度應小于50mL/m3,2.34MPa、-62℃的脫采用德國魯奇工藝,九塔流程。低溫甲醇洗的任務(wù)碳氣送到60°液氮洗工序脫除CO。是脫除粗氣中的二氧化碳、硫化氫和有機硫以及其CO2吸收塔塔底富CO2甲醇經(jīng)過(guò)H2S吸收塔他雜質(zhì)使煤氣得到凈化給料泵加壓,并經(jīng)甲醇過(guò)冷器冷卻送到H2S吸收塔低溫下,甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。利用頂部洗滌H2S、COS等雜質(zhì)。H2S吸收塔下部第10甲醇溶液對CO2、H2S能進(jìn)行選擇性吸收的特性來(lái)塊塔板上的甲醇液由上塔提供去H2S吸收塔下段脫除粗煤氣中的CO2、H2S和油類(lèi)物質(zhì)。預洗脫除煤氣中輕油水等雜質(zhì),H2S吸收塔上塔另實(shí)踐證明甲醇對CO2H2S、COS有高的溶解度,外一股甲醇經(jīng)甲醇再冷卻器被冷凍氨冷卻后送至而對H2、CH4、CO等溶解度小另一方面表現在對H2S膨脹塔(K-504)進(jìn)行再生H2S的吸收要比CO2快好幾倍,溶解度前者比后者經(jīng)H2S吸收塔下塔洗滌輕油、水、萘等雜質(zhì)的也大,所以可以先吸收CO2,再吸收H2S。因此流程富硫富碳甲醇從H2S吸收塔塔底部經(jīng)過(guò)節流和經(jīng)的設置也是針對這一特性來(lái)設計的。預洗塔洗滌輕油、水、萘等富硫富碳甲醇經(jīng)過(guò)節流混1工藝流程簡(jiǎn)述合,然后進(jìn)入預洗閃蒸塔兩段減壓閃蒸,脫除輕組分氣體和大部分CO2氣體,兩段閃蒸氣體送到H2S從粗煤氣/合成氣熱交換器來(lái)的-20℃煤氣總管。(含有甲醇和煤氣冷凝液)進(jìn)入H2S吸收塔下段10變換氣在進(jìn)入粗煤氣/合成氣熱交換器之前用塊塔盤(pán),脫除煤氣中氣態(tài)輕油和高沸點(diǎn)碳氫化合物甲醇噴射泵噴射甲醇來(lái)降低煤氣水冰點(diǎn)。另一股等雜質(zhì)。另一股從氨冷器來(lái)的煤氣進(jìn)入預洗塔,在(6.8萬(wàn)m3/h)約1/3的冷煤氣進(jìn)入第一換熱器10塊塔盤(pán)脫除煤氣中的氣態(tài)輕油和高沸點(diǎn)碳氫化(W-500A/B)(一開(kāi)一備)被來(lái)自第二換熱器的脫合物等雜質(zhì)后,進(jìn)入H2S吸收塔,在下塔頂部和H2S硫氣冷卻至3℃左右,在第一換熱器下封頭進(jìn)行氣吸收塔第10塊塔盤(pán)上來(lái)的煤氣混合后進(jìn)入H2S吸液分離然后進(jìn)入第二換熱器同來(lái)自H2S吸收塔的收塔塔上段81塊塔盤(pán)進(jìn)行煤氣脫硫(H2S、COS等脫硫氣進(jìn)一步換熱降溫至-20℃后,進(jìn)入煤氣水分有機硫)。脫硫煤氣分2股,一部分去變壓吸附裝離罐分離煤氣水及甲醇。出煤氣水分離罐的冷煤氣置,另一部分進(jìn)入CO2吸收塔脫除CO2,煤氣得到凈進(jìn)入氨冷器進(jìn)一步冷卻后進(jìn)入預洗塔預洗脫硫。出化。凈化氣中CO2質(zhì)量濃度應小于10mL/m3,甲醇第一換熱器(W500A/B)煤氣進(jìn)入第二換熱器之前收稿日期:2011-08-12;修回日期:2011-09-20市然(1989-),女,大學(xué),從事化工工程工作,100911726@qcom。2011年10月張沛然:超濾器在低溫甲醇洗中的應用研究93噴入甲醇來(lái)降低冰點(diǎn)。甲醇來(lái)自H2S吸收塔給料co吸收塔變壓吸附泵/甲醇噴射泵2股甲醇可以互相切換。預洗塔2改造前系統情況改造前甲醇洗工藝流程如圖1所示。變壓吸附一CO2吸收塔預洗閃燕塔HS影脹塔頂收塔l—第一換熱器;2一第二換熱器;3-氨冷器;4-預洗塔粗煤氣5-H2S吸收塔;6—甲醇過(guò)冷器;7—熱交換器;8—甲醇噴射泵;9-甲醇再冷器;10一甲醇給料泵;1-F512預洗過(guò)濾器;12-F-511精洗過(guò)濾器預洗閃蒸塔HS膨脹塔CO2吸收塔圖2改造后甲醇洗工藝流程簡(jiǎn)圖1—第一換熱器;2—第二換熱器;3一氨冷器;4預洗塔;5-H2S吸收塔;6—甲醇過(guò)冷器;7—熱交換器;8—甲醇噴射泵;大部分CO2氣體,兩段閃蒸氣體送到H2S總管。9—甲醇再冷器;10—甲醇給料泵增加2組4臺不銹鋼纖維燒結氈濾芯超濾器。圖1改造前甲醇洗工藝流程簡(jiǎn)圖(1)FS11AB立式,2臺。主要技術(shù)參數:600X2550,PB=3.0MPa,TB=-45℃,材質(zhì)304。甲醇洗工號是用甲醇在低溫下吸收粗煤氣中的(2)F-512AB立式,2臺。主要技術(shù)參數:CO2、H2S等,該系統由于各種原因,常常產(chǎn)生許多350X1438,PB=3.0MPa,TB=-45℃,材質(zhì)304。細小渣質(zhì)(腐蝕產(chǎn)物、粉塵等),污染了甲醇溶液,這超濾器采用燒結不銹鋼絲纖維氈過(guò)濾介質(zhì),其些渣質(zhì)沉積在換熱器管程、殼程,直接影響了換熱器纖維接觸點(diǎn)燒結在一起,牢固而可折疊,孔徑成梯度的傳熱效果,堵塞換熱器通道,增加了甲醇循環(huán)的阻結構,屬固定型不規則深度過(guò)濾,具有下列特點(diǎn)力,在塔盤(pán)上積存影響傳質(zhì)效率,導致洗滌效率下①濾芯呈圓桶狀折疊式,全熔透焊,強度高,可承受降,降低了生產(chǎn)負荷。壓差0.5MPa以上;②濾芯有很高的孔隙率和極好在每年大修檢查中,發(fā)現換熱器內芯非常臟,部的透氣性;③濾芯有很高的納污能力;④濾芯耐高分塔內降液管有堵塞現象、塔盤(pán)沉積物也很多。溫,耐腐蝕;⑤濾芯牢固耐用,可反復清洗,一次投為此決定在合成裝置甲醇洗系統增加西安超濾資,長(cháng)期受益。公司生產(chǎn)的超濾器,以便除去系統甲醇中的渣質(zhì)確改造后過(guò)濾效果良好。但由于系統太臟,濾芯保裝置連續穩定運行。過(guò)于精細,加上系統壓差表指示有誤,投運不久濾網(wǎng)3改造情況就被堵塞,沒(méi)被及時(shí)發(fā)現,由于濾網(wǎng)兩面壓差過(guò)大致使濾芯被壓扁無(wú)法使用。后經(jīng)廠(chǎng)家修復并將壓差表為改進(jìn)甲醇洗工作環(huán)境,在系統內增加2組超更換才正常投入運行。濾器,以過(guò)濾掉系統內的雜質(zhì),減少雜質(zhì)在系統內的沉積,改進(jìn)生產(chǎn)環(huán)境。改造后甲醇洗工藝流程如4改造效果圖2所示。對脫硫甲醇和預洗甲醇增加超濾后,對低溫甲在H2S吸收塔下部甲醇液去H2S膨脹塔的管醇洗系統的影響是一個(gè)長(cháng)期的優(yōu)化過(guò)程,對甲醇洗線(xiàn)上增加精洗過(guò)濾器,甲醇液經(jīng)過(guò)精洗過(guò)濾器超濾滌系統甲醇的凈化,尤其對預洗再生系統甲醇水及器濾除大顆粒雜質(zhì)后,經(jīng)甲醇再冷卻器被冷凍氨冷設備的凈化效果非常明顯。而且目前超濾系統運行卻后送至H2S膨脹塔進(jìn)行再生。平穩。從以下幾個(gè)現象可見(jiàn)一斑經(jīng)H2S吸收塔下塔洗滌輕油、水、萘等雜質(zhì)的(1)使用初期F-511每半月切換清洗1次,煤富硫富碳甲醇從H2S吸收塔底部經(jīng)過(guò)節流和經(jīng)K粉及銹渣較多;F-512每周切換清洗1次,內部煤粉500洗滌輕油、水、萘等富硫富碳甲醇經(jīng)過(guò)節流混合及結晶堵塞嚴重。處增加預洗過(guò)濾器,經(jīng)過(guò)預洗過(guò)濾器濾除雜質(zhì)后進(jìn)(2)現在F-5112個(gè)月切換清洗1次,內部雜質(zhì)入預洗閃蒸塔兩段減壓閃蒸,脫除輕組分氣體和下轉第95頁(yè)2011年10月王為江:揚子石化D套空分的空氣凈化系統配管設計95空氣通過(guò)管線(xiàn)(GA-11-48")送往主換熱器單元進(jìn)線(xiàn)(RC-04-32)送入再生吸附器,把再生的吸附器步處理。2臺分子篩吸附器交替運行,當其中1臺溫度降下來(lái)備用,再生用過(guò)的污氮通過(guò)管線(xiàn)(RC在吸附時(shí),另1臺進(jìn)行再生。再生的流程是引一股21-40″)去放空線(xiàn)放空。其流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。被再生加熱器(E2617)加熱的污氮通過(guò)管線(xiàn)(RG1.2工藝參數02-40″)進(jìn)入需再生的吸附器,以除去吸附器內的水如圖1所示,主要有7根管線(xiàn)與空氣凈化系統分和二氧化碳等,再引一股未被加熱的污氮通過(guò)管運行相關(guān)聯(lián)?？諝鈨艋到y管線(xiàn)索引表見(jiàn)表1。表1空氣凈化系統管線(xiàn)索引表公稱(chēng)物料管線(xiàn)起止點(diǎn)壓力/MPa溫度/℃管線(xiàn)號直徑/in名稱(chēng)狀態(tài)起操作設計操作設計GA-08空氣E2416A2626A/B0.4420.7GA-l1空氣A2626AB主換熱器0.4340.714/189RG污氮氣氣氣氣RG-10E26170.014002污氮p2617GA-110.0l30.3189/14污氮RG-10污氮氮氣總管放空RG-21污氮氣A2626A/B放空0.0130.780/14如表1所示,與分子篩吸附器A2626A/B相連因此在2臺分子篩吸附器交替運行的過(guò)程中,分子接的管線(xiàn)操作溫度會(huì )有較大的周期性變化。例如篩吸附器進(jìn)出口管線(xiàn)由于溫度的變化承受著(zhù)周期性當吸附器A2626A進(jìn)行吸附工況時(shí),管線(xiàn)GA-08變化的應力。48"與A2626A管口N1.1、N1.2相連接部分的操作溫度是14℃,管線(xiàn)GA-11-48″與A2626A管口2空氣凈化系統的設備平面布置N2.I、N2.2相連接部分的操作溫度也是14℃,而此南京揚子石化D套空分裝置為節約用地設備時(shí)A2626B吸附器進(jìn)行再生工況,管線(xiàn)GA-11-48″布置緊湊?？諝鈨艋到y的設備平面布置如圖2與A2626B管口N2.1、N2.2相連接部分的操作溫度所示,分子篩吸附器A2626A/B布置在場(chǎng)地的中間先從14℃升到189℃,再逐漸下降到14℃,管線(xiàn)靠右側位置,2臺吸附器中心的距離是9m,空氣冷GA-0848"與A2626B管口N1.1、N1.2相連接部分卻塔E2416布置在場(chǎng)地中間靠左側位置,距離吸附的操作溫度則從14℃逐漸升到80再降到14℃;器A2626A13m,再生加熱器E2617布置在場(chǎng)地上(上接第93頁(yè))濾芯的超聲波再生清洗效果不好。原設計該過(guò)濾很少;F-5121個(gè)月切換清洗1次,內部雜質(zhì)較少。器不用人工清理,用超聲波震蕩后,濾芯所吸附的這是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。渣質(zhì)自動(dòng)脫落,但在使用過(guò)程中,濾芯經(jīng)過(guò)超聲波(3)從去年和今年系統停車(chē)檢修塔罐檢查情況再生后,濾芯下部1/3渣質(zhì)大部分脫落,上部2/3來(lái)看,設備底部沉積雜質(zhì)很少,而且是繼續優(yōu)化的勢部分幾乎沒(méi)有效果,在超濾器超聲波再生無(wú)效的頭,特別是從今年檢查情況看,沉積雜質(zhì)很少。較使情況下,被迫人工清理濾芯,既費事又費力,并對用超濾前發(fā)生了根本性的改觀(guān)。人體有害。(4)隨著(zhù)甲醇的凈化,換熱設備使用周期延長(cháng),現在超濾器配套使用的超聲波再生清洗機已低溫甲醇洗工況長(cháng)期保持在一個(gè)良好的工況下運壞,由于清洗效果不好,也沒(méi)有再修復或配置,全部行,隨運行時(shí)間的延續工藝參數變化不明顯。用人工清理濾芯。5存在問(wèn)題從以上情況可以看出,超濾器應用于低溫甲醇洗系統過(guò)濾雜質(zhì)完全可行,對系統的凈化效果也很超濾器的投用,對優(yōu)化工藝操作效果明顯,但好,但超聲波再生方面需要進(jìn)一步改進(jìn)?！?/p>