Feb.2014化肥設(shè)計(jì)第52卷第1期Chemical Fertilizer desi2014年2月氧氣對低溫甲醇洗系統(tǒng)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(tǒng)中氧氣的來源;簡述了氧氣對低溫甲醇洗系統(tǒng)的影響;提岀了降低低溫甲醇洗系統(tǒng)中氧氣含量的控制措施以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;氧氣;控制;設(shè)計(jì)方案doi:10.3969/j.isn.1004-8901.2014.01.016中圖分類號:TQ223.121文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1004-8901(2014)01-0048-0Influence of Oxygen Gas on Rectisol System and Its Solution MeasureChina Wuhuan Engineering Company Lid, Wuhan Hubei 430223 China)Abstract: Author has analyzed the source of oxygen gas in rectisol system has briefly described the influence of oxygen gas on rectisol system; hased the controlre and its appropriate design scheme to reduce the oxygen gas content in rectKey words: rectisol; oxygen gas; control design schemedoi:10.3969/j.issn.1004-8901.2014.01.016低溫甲醇洗脫硫脫碳技術(shù)是Σ0世紀(jì)50年代初煤氣化裝置采用碎煤加壓氣化工藝,粗煤氣中的氧氣德國林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的一種氣體浄隨工藝過程進(jìn)亼了低溫甲醇洗系統(tǒng)。粗煤氣中氧含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?jǐn)?shù)基本控制在0.1%-0.4%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地吸收原料氣中的H2S、CO2及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)(2)裝置檢修過程中帶入系統(tǒng)。由于檢修過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人孔,而檢修完畢后又未進(jìn)行充氮保護(hù),藝氣中的氧氣、水、HCN等微量組分,由此,進(jìn)人低故氧氣被帶入低溫甲醇系統(tǒng)。溫甲醇洗系統(tǒng)中的氧氣會造成設(shè)備、管道被氧化(3)由于低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)不潔凈,氧氣隨著氣提所產(chǎn)生的鐵的氧化物與生產(chǎn)過程中系統(tǒng)中的硫化氮?dú)饧懊芊獾獨(dú)膺M(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)。氫、水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生鐵的硫化物。同時(shí)氧氣在低溫甲醇中的行為特性與SO相近,在甲醇洗熱區(qū)可與2氧氣對低溫甲醇洗系統(tǒng)的影響H2S發(fā)生克勞斯反應(yīng),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(yīng)生成的單質(zhì)硫?qū)⑹拐麄€(gè)低低溫甲醇洗系統(tǒng)運(yùn)行過程中氧氣與硫化氫反應(yīng)溫甲醇洗工段表現(xiàn)出冷量不足、系統(tǒng)阻力增大的問生成單質(zhì)硫,也可使管道內(nèi)發(fā)生氧腐蝕產(chǎn)生的顆粒物題,導(dǎo)致貧甲醇泵出力不足、系統(tǒng)腐蝕堵塞,使得生進(jìn)入甲醇液中,出現(xiàn)甲醇液臟,甲醇液的顏色呈暗褐產(chǎn)無法正常進(jìn)行,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)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(tǒng)中氧氣的來源簡述其對低溫染某廠某次大槍修結(jié)束后再開車時(shí)發(fā)現(xiàn)甲醇洗系統(tǒng)的影響,提出降低系統(tǒng)中氧氣含量的控低中國煤化工,幾臺纏繞式換熱器相制措施和相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案,與同行交流。繼出CNMHG大的現(xiàn)象,尤其是12貧甲醇冷卻器情況更為嚴(yán)重。系統(tǒng)中的甲醇遭到1低溫甲醇洗系統(tǒng)中氧氣的來源嚴(yán)重污染,裝置中導(dǎo)淋排出的甲醇顏色發(fā)黑4。(1)由工藝氣帶入系統(tǒng)。從上世紀(jì)70年代起,作者簡介:孔秋生(1982年-),女,湖北咸寧人,2008年畢業(yè)于北京國內(nèi)引進(jìn)了多套碎煤加壓氣化工藝生產(chǎn)城市煤氣,其化工大學(xué)化工工藝專業(yè),工程師,從事化工工藝專業(yè)的設(shè)計(jì)工作。第1期孔秋生等氧氣對低溫甲醇洗系統(tǒng)的影響及解決措施2.2堵塞系統(tǒng)形成單質(zhì)硫,長期運(yùn)行過程易堵塞塔板的浮閥,影陜西某廠大檢修結(jié)束后再開車過程中發(fā)現(xiàn)低響裝置的正常運(yùn)行;②碳鋼設(shè)備易產(chǎn)生腐蝕,尤其溫甲醇洗工段工況嚴(yán)重惡化,整個(gè)低溫甲醇洗工段當(dāng)甲醇脫水塔中的水含量較髙時(shí),更易被腐蝕;③表現(xiàn)出冷量嚴(yán)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(tǒng)負(fù)荷,生產(chǎn)無法正常進(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(yán)格控制檢修過程Fe3O4,證明污染物為鐵的化合物。利用吸光光度低溫甲醇洗系統(tǒng)停車期間,應(yīng)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(tǒng),有條件時(shí)可進(jìn)行充氮保護(hù),維持系統(tǒng)微正斷定甲醇污染物為鐵的硫化物。導(dǎo)致裝置冷量嚴(yán)壓。如需打開設(shè)備檢修,應(yīng)將需檢修的部分與其他重不足、系統(tǒng)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(shè)備。檢修完畢,應(yīng)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(tǒng)封閉,并進(jìn)行充氮保護(hù),避免設(shè)備長期堵塞了換熱器管程。在1貧甲醇冷卻器上部發(fā)現(xiàn)暴露于空氣中,以免由于接觸空氣而引起設(shè)備的大量碎片狀硫化鐵黏結(jié),導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降、循環(huán)腐蝕。量難以平衡,系統(tǒng)負(fù)荷受到極大影響。除此以外,3.3保證低壓氮?dú)獾募儍舳热绻F的硫化物繼續(xù)接觸氧和水,還會繼續(xù)發(fā)生反加強(qiáng)對進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)的氣提氮?dú)夂偷獞?yīng),生成硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鐵等,對系封氮?dú)鈾z測,保證低壓氮?dú)獾募儍舳?防止不潔凈統(tǒng)產(chǎn)生進(jìn)一步的污染、腐蝕、堵塞。氮?dú)膺M(jìn)入系統(tǒng)。2.3凈化氣硫超標(biāo)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(tǒng)的設(shè)計(jì)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(biāo)。同時(shí)由于腐蝕、堵塞洗系統(tǒng)中,用不銹鋼材質(zhì)更換原來的碳鋼材質(zhì),可等的發(fā)生,導(dǎo)致甲醇洗系統(tǒng)出現(xiàn)冷量不平衡、系統(tǒng)阻以起到很好的抑制腐蝕的作用。通過眾多的研究力增大貧甲醇泵出力不足等問題,使得甲醇循環(huán)量發(fā)現(xiàn)艸,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(biāo)低溫甲醇洗系統(tǒng)中產(chǎn)生腐蝕的根源。因此在進(jìn)行24下游催化劑加速失活換熱器列管設(shè)計(jì)時(shí),用不銹鋼材料來代替碳鋼材由于氧氣在甲醇中的溶解度不大,帶入系統(tǒng)中料,在抑制腐蝕方面,可以達(dá)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(tǒng),其二氧化碳吸收塔游系統(tǒng),使得下游系統(tǒng)催化劑被反復(fù)氧化還原,加采用碳鋼塔板+不銹鋼浮閥,運(yùn)行幾年后,發(fā)現(xiàn)碳速失去活性鋼塔板岀現(xiàn)腐蝕,該煉油廠遂用不銹鋼塔板替換2.5系統(tǒng)存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)了原來的碳鋼塔板,以后再未出現(xiàn)塔板腐蝕問題。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。若遇到特殊條件,如管道撞擊等情況的發(fā)生,系統(tǒng)(3)增設(shè)過濾器。鐵的硫化物微粒細(xì)小,精細(xì)則有發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。過濾器是處理該微粒的良好裝置。在現(xiàn)有貧甲醇3降低系統(tǒng)中氧氣含量的措施過濾器、富甲醇過濾器的基礎(chǔ)上,可增設(shè)甲醇注入原料氣系統(tǒng)的過濾器、增設(shè)預(yù)洗甲醇過濾器。3.1增設(shè)除氧設(shè)施(4)增大原料氣冷卻器管間距因氧氣由工藝氣帶入系統(tǒng)的,故可在上游裝置(5)排出管插入設(shè)備內(nèi),使排出口高于設(shè)備最增設(shè)除氧設(shè)施,將氧氣控制在一定的范圍。國內(nèi)某低點(diǎn)。煤制天然氣項(xiàng)目,上游煤氣化裝置采用 Lurgi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(tǒng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為0.3%。經(jīng)與林S中國煤化工CNMHG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(tǒng)工藝氣或是檢修過程中帶公司認(rèn)為進(jìn)入甲醇洗的原料氣中氧含量不應(yīng)超過入氧氣,可能導(dǎo)致低溫甲醇洗系統(tǒng)出現(xiàn)甲醇污染200×10°,過高的氧含量會產(chǎn)生如下問題:①導(dǎo)致系統(tǒng)腐蝕、堵塞、凈化氣硫超標(biāo)等問題。甲醇溶液中的H2S被氧化,發(fā)生類似克勞斯反應(yīng),(下轉(zhuǎn)第53頁)第1期何歡脫碳系統(tǒng)問題分析及整改措施原因,然后制定糾正措施,千萬不要一味地補(bǔ)加藥濾器。劑,否則會造成系統(tǒng)更加惡化(5)穩(wěn)定系統(tǒng)總釩及含量在指標(biāo)范圍內(nèi)。6.3加強(qiáng)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)防止帶人其他雜質(zhì)外,還要分析其質(zhì)工藝,一般都是水平衡過剩,應(yīng)著重防止稀釋。量是否合格,因?yàn)橛袡C(jī)胺、碳酸鉀、五氧化二釩等物(2)檢修開工階段兩塔應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行檢修,按要料的不合格,也會導(dǎo)致脫碳液變質(zhì)求進(jìn)行水清洗、堿洗以及靜動態(tài)釩化?？傊?隨著運(yùn)行和管理水平的不斷提高,經(jīng)驗(yàn)3)常生產(chǎn)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)分析,注意對四價(jià)釩和的不斷總結(jié)積累,以上問題在我廠都得到了較好地五價(jià)釩的分析,一旦發(fā)現(xiàn)其比例失調(diào),及時(shí)采取補(bǔ)解決和緩解,對于遺留問題,我廠將繼續(xù)跟蹤分析,救措施逐步解決(4)加強(qiáng)過濾,運(yùn)用好機(jī)械過濾器和活性炭過收稿日期:2013-03-04(上接第49頁)(2)工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施,避免甲醇洗系統(tǒng)[2]呂春成,低溫甲醇洗裝置運(yùn)行中岀現(xiàn)的冋題及對策[J].西中的氧含量過高。若工藝氣中氧含量過高,需在上部煤化工,2003(1):39-42,游設(shè)置除氧器,同時(shí),在設(shè)計(jì)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):188-18設(shè)計(jì)以保證低溫甲醇洗系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4]牛芳芳,李松立.低溫甲醇洗系統(tǒng)中腐蝕問題探討[J].科(3)系統(tǒng)停車檢修期間,應(yīng)盡量避免空氣進(jìn)入技專論:332-333系統(tǒng),避免設(shè)備長期暴露于空氣中,以免由于接觸5]常成.簡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(shè)備腐蝕。工貿(mào)易,2013(4).285-331參考文獻(xiàn)6]汪家銘.低溫甲醇洗凈化工藝的技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用概況[J].化肥[1]荊宏健.魯奇煤加壓氣化制氨工藝及裝置的實(shí)踐與研究[M設(shè)計(jì),2008(1):25北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000收稿日期:2013-10-12大唐克旗煤制天然氣示范項(xiàng)目投產(chǎn)我國首個(gè)煤制天然氣示范項(xiàng)目大唐內(nèi)蒙古克什克騰旗煤制天然氣示范項(xiàng)目203年12月18日投運(yùn)成功,正式并入管網(wǎng)向中石油北京段天然氣管線輸送出清潔的煤制天然氣產(chǎn)品。該項(xiàng)目于2009年8月20日經(jīng)國家發(fā)改委核準(zhǔn),2009年8月30日正式開工建設(shè),分3個(gè)系列連續(xù)滾動建設(shè),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(xiàng)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(xù)建成投產(chǎn)。該項(xiàng)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-氨法硫回收等國內(nèi)成熟技術(shù),以及國際一流、國內(nèi)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(dá)到40億m/a煤制天然氣的生產(chǎn)規(guī)模。(汪家銘)湖北化肥建成20萬t/a合成制乙二醇工業(yè)元節(jié)“中國煤化工2013年12月28日,中石化湖北化肥分公司20萬va合成氣制乙CNMHG入試車階段。該項(xiàng)目總投資23.64億元,位于湖北枝江經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)楚天化工園區(qū)內(nèi),2012年8月30日開工建設(shè),以現(xiàn)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(shè)內(nèi)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(xiàng)目建成投產(chǎn)后,新增乙二產(chǎn)能為20萬t/a,副產(chǎn)硝酸銨3.44萬t/a,年產(chǎn)值可達(dá)17億元,實(shí)現(xiàn)稅收1.5億元。(汪家銘)