Vol 28 No 9石油化工應(yīng)用第28卷第9期Dec.2009PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION200年12月低溫甲醇洗工段夏季高負(fù)荷運(yùn)行的優(yōu)化改造袁志峰,楊永才,張剛(中國(guó)石油寧夏石化公司,寧夏銀川750021)要:系統(tǒng)的分析了合成氣低溫甲醇洗工段制約夏季高負(fù)荷生產(chǎn)的冷量問(wèn)題及處理措施,通過(guò)優(yōu)化改造取得了明顯的效果,進(jìn)而保證了裝置在101%負(fù)荷下運(yùn)行。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;夏季高負(fù)荷;冷量;優(yōu)化措施中圖分類號(hào):Q11.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-5285(200109001-03低溫甲醇洗工段最重要的任務(wù)之一是:制取CO2≤段冷卻貧甲醇的流程為:貧甲醇集液罐4115-V4的貧10mgL,HS≤1mgL的合格凈化氣送往4116液氮洗甲醇通過(guò)4115-P加壓后經(jīng)4115-E20、E9、E21、E8冷工段,所以,整個(gè)低溫甲醇洗工段總體優(yōu)化方案是將甲卻后入4115-C1塔進(jìn)行洗滌酸性氣體(見(jiàn)圖1)。所以,醇吸收塔(4115-C1)的吸收負(fù)荷下移,進(jìn)而保證4115-C14115-Em、E、Ea、Eε換熱效果直接影響整個(gè)甲醇洗工塔頂?shù)腃O2微量小于10mg/L但是,進(jìn)入夏季后由于段的冷量;環(huán)境溫度的提高,導(dǎo)致為低溫甲醇洗提供冷量的物料溫4115-E度和冬季比較都有很大的提高,這樣使得低溫甲醇洗工4115-E.段貧甲醇溫度上升,吸收的效果大打折扣低溫甲醇洗415-C系統(tǒng)溫度4115-1-15最高時(shí)達(dá)-18℃和最優(yōu)的-1974115-E℃相差甚遠(yuǎn),這就說(shuō)明4115-C1上塔也承擔(dān)吸收大量的CO2的任務(wù),進(jìn)而放出大量的溶解熱使得系統(tǒng)溫度偏HORM 4高,導(dǎo)致裝置加負(fù)荷困難,在這種狀態(tài)下,及時(shí)查找原4115-B因,并制定方案和改造措施解決了影響裝置的問(wèn)題,甲醇吸收塔(415-C1)的吸收負(fù)荷得到下移,進(jìn)而保證了整個(gè)甲醇洗夏季保持高負(fù)荷生產(chǎn)。圖I貧甲醇的冷卻流程圖甲醇吸收酸性氣體后要放出大量的溶解熱,溶解冷量與甲醇洗工段需要冷量的原因熱將使氣體和液體的溫度發(fā)生變化,溫度的變化又會(huì)對(duì)吸收過(guò)程產(chǎn)生影響。一方面因?yàn)橄嗥胶獬?shù)不僅是冷量是在制冷中習(xí)慣的稱呼,制冷就是要獲得比液相濃度的函數(shù),而且是液相溫度的函數(shù),一般來(lái)說(shuō),周圍空氣更低的低溫,他相對(duì)于周闈空氣來(lái)說(shuō)就是獲吸收放熱使液體溫度升高,故相平衡常數(shù)增大,過(guò)程的得吸收熱量的動(dòng)力,通常把低溫物質(zhì)相對(duì)于周圍常溫推動(dòng)力減小;另一方面,由于吸收放熱,氣體和液體之空氣所具有的吸收熱量能力叫冷量。物質(zhì)的溫度越低,間產(chǎn)生溫差,這樣使得在相間傳質(zhì)的同時(shí)發(fā)生相間傳數(shù)量越多,則吸收能力就越大,叫冷量越大。熱。所以要及時(shí)的冷卻吸收酸性氣體液相,去進(jìn)一步吸甲醇洗工段之所以需要冷量,是因?yàn)榧状荚诘蜏厥账嵝詺怏w(見(jiàn)圖2)。下才能對(duì)CO2等酸性氣體達(dá)到很好的吸收效果,所以因此整個(gè)甲醇洗工段冷量的優(yōu)化,主要針對(duì)以上要對(duì)貧甲醇進(jìn)行冷卻達(dá)到吸收的要求,整個(gè)甲醇洗工兩個(gè)板塊中各個(gè)換熱器,通過(guò)各種措施增強(qiáng)換熱效果,收稿日期:2009-10-26石油化工應(yīng)用2009年第28卷進(jìn)而保證裝置高負(fù)荷運(yùn)行。2121投用此流程注意事項(xiàng)首先,確認(rèn)整個(gè)甲醇洗裝置運(yùn)行平穩(wěn),各個(gè)塔灌的液位都在最優(yōu)的控制指標(biāo)之內(nèi),4115-LCV-30的閥位較小,4115-P3泵各個(gè)設(shè)備參數(shù)正常;確認(rèn)空氣分離、液氮洗T段運(yùn)行平穩(wěn),稍開(kāi)Na-1025導(dǎo)淋對(duì)空分、液氮洗工段并無(wú)特別大的影響其次,確認(rèn)流程貫通,打開(kāi)4115-E頂部至LG282連接閥門(mén)、LG-28.2氣相閥門(mén),關(guān)LG-28.2液相閥門(mén)。投用Na,注意同時(shí)開(kāi)啟4115-E殼側(cè)底部鼓氮閥圖2吸收酸性氣體后的甲醇冷卻流程門(mén)和Na-1025導(dǎo)淋,防止管線,設(shè)備超壓,緩慢維持管線壓力在08MPa2貧甲醇冷卻器冷量來(lái)源及優(yōu)化改造2.1.2-日常生產(chǎn)和停車時(shí)注意事項(xiàng)首先,￥415-措施LCv-30閥全開(kāi),LlCA-30維持液位上漲,調(diào)整氣提氮和下游壓力,LCA-30無(wú)明顯下降趨勢(shì)時(shí),立即去現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)21貧甲醇冷卻器4115-E冷量的優(yōu)化改造鼓氮壓力,必要時(shí)降低鼓氮壓力避免因LICA-30過(guò)高引211優(yōu)化改造措施415-E是通過(guò)415c塔氣起氣提氮的連鎖和下游塔灌液位過(guò)低現(xiàn)象的發(fā)生提解吸后的低溫甲醇,給貧甲醇提供冷量,氣提后的低其次裝置停車時(shí),要在第一時(shí)間將4115-F殼側(cè)溫甲醇經(jīng)4115泵加壓走411-殼側(cè),貧甲醇走底部鼓氮閥門(mén)和N-1025導(dǎo)淋關(guān)閉,避免41-甲4115E管程,經(jīng)過(guò)換熱后殼側(cè)614℃甲醇被復(fù)熱至醇竄人N∞管網(wǎng)發(fā)生事故。158℃管程貧甲醇從267℃冷卻至-302℃。但是,22水冷卻冷卻器415Ex冷量的優(yōu)化改造整個(gè)4115-E由于結(jié)垢等因素的影響,根本達(dá)不到給水冷卻是通過(guò)蒸發(fā)散熱、接觸傳熱核、輻射傳熱的貧甲醇提供足夠的冷量,反映在管程出口去4115-E2作用達(dá)到的,溫度差成為傳熱的推動(dòng)力。但是,進(jìn)入夏的溫度411-m-21溫度偏高,殼側(cè)出口去411-Em季后,由于整個(gè)CW水系統(tǒng)溫度高,進(jìn)入415E的的溫度4115-m-40溫度偏低。因此,及時(shí)改造41-CW水進(jìn)口溫度高于貧甲醇溫度,這樣就達(dá)不到為貧E增加換熱效果讓貧甲醇更好吸收解吸的冷量尤為甲醇提供冷量,為此,為4115-Ex增加旁路(見(jiàn)圖4),重要。進(jìn)入夏季將4115-Ex在線切出,避免貧甲醇的冷量通通過(guò)4115-E殼側(cè)鼓氮增加流體的湍流程度,進(jìn)過(guò)411-Ex損失。而達(dá)到了為貧甲醇提供冷量的目的,4115-m1-21的溫度在鼓氮前后的溫度變化特別明顯。鼓氮介質(zhì)壓力約80MPa左右,從4116-Nm-1025管線導(dǎo)淋配管,經(jīng)過(guò)叫4115-4115-E殼側(cè)返回4115-LG-28.2氣相入4115-C塔見(jiàn)圖3),圖中的虛線部分為新增加的管線。股入的Na介質(zhì)一部分去4115-C3塔達(dá)到了解吸目的,整個(gè)解1115-E20析后的氣體經(jīng)過(guò)4115-K2加壓入變壓吸附裝置。另一部分經(jīng)過(guò)4115-E10后入415-C4,最終通過(guò)4115PCV-35送入火炬,對(duì)各工藝指標(biāo)無(wú)大的影響。+411-E9115圖44115-E20在線劃出流程圖23貧甲醇合成氣換熱器415-E2冷量的優(yōu)化措施自從4116-C液氮洗滌塔頂部出來(lái)-194℃、壓力755MPa的工藝氣經(jīng)過(guò)4116-E3為4116板式提供冷量復(fù)熱至-129℃,此時(shí)工藝氣體被分為兩股,一股進(jìn)入4116-E4A、B,另一股去4115-E2將冷量傳給甲醇然后進(jìn)入4115-E19、E1完成給4115工段的冷量傳遞圖34115-E鼓氯改造流程進(jìn)入4117-K1入口。因此,整個(gè)4116板式不過(guò)冷的情21.2流程維護(hù)中注意的事項(xiàng)第9期袁志峰等低溫甲醇洗工段夏季高負(fù)荷運(yùn)行的優(yōu)化改造93況下,盡可能的開(kāi)大4116-TCV-19,進(jìn)而降低整個(gè)4115C3塔氣提氮溫度4115-11-38正常情況下在4116板式溫度,更有利于為4115工段提供冷量。經(jīng)過(guò)10℃左右通過(guò)改造4115-T1-38最低時(shí)達(dá)-208℃,整優(yōu)化將416-TCV-19溫度控制在-189℃時(shí),對(duì)于整個(gè)415系統(tǒng)溫度4115-T1-15等都有所下降。具體改個(gè)41154116工段最優(yōu)的工藝溫度。造的措施為:從411131底部HC-806引一部分壓力與4115-C3壓力相當(dāng)?shù)囊旱?補(bǔ)入4115-C3塔氣提氮3降低4115-C3塔氣提氦溫度的改造管線中(見(jiàn)圖5),圖中的虛線為新加管線,其中12措施閥門(mén)為新增加閥門(mén),3為氣提氮管線低點(diǎn)導(dǎo)淋。氣提是一個(gè)物理過(guò)程,氣提原理就是亨利定律,它采用一種氣體介質(zhì)破壞原氣液兩相平衡而建立一種新415的氣液平衡狀態(tài),使溶液中的某一組分由于分壓降低而解吸出來(lái),從而達(dá)到分離物質(zhì)的目的,通過(guò)控制氣提介質(zhì)的量可以控制氣提程度。在415-C3塔中沖入氮?dú)馓岬钥辗謿夂蠖趸嫉姆謮壕徒档?二氧化碳就析出了。同時(shí),放出了大量的解吸冷量。進(jìn)入夏季氣提氮流量最優(yōu)4111s1的情況下,通過(guò)降低氣提氮的溫度,從而使整個(gè)4115C3塔各個(gè)介質(zhì)的溫度降低,為415-E8、E貧甲醇提供更大的換熱推動(dòng)力圖5降低氣提氪溫度的改造流程表1氣提氮投用前后各量要溫度的變化4115-T-38(℃)4115-T1-19(℃)4115-T1-15(℃20096281807(投用前)-57111.592009-6-281907(投用后)009-6-282007(投用后)-140720096-2821:07(投用后)17814.320096-282207(投用后)18.558614644增加氨冷卻器換熱效果的措施5結(jié)語(yǔ)進(jìn)人4115工段氨冷卻器液氨的壓力為031MPa裝置高負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn),不僅要合理的能量平衡,更溫度為-15℃C,氨冷卻器氣氨壓力為082MPa溫度需要抓住裝置核心進(jìn)行低成本的技術(shù)改造和高效優(yōu)為-38℃當(dāng)4118-K1工藝氣入口壓力上升時(shí),4115各氨冷卻器殼側(cè)的壓力也將上升,造成液氨的飽和蒸汽化。通過(guò)415-E殼側(cè)鼓氮,增加流體的湍流程度、壓上升,蒸發(fā)量減少蒸發(fā)溫度升高使其與甲醇的溫415-E2工藝介質(zhì)的優(yōu)化4115E切出、415-C塔差減小降低了傳熱量,使甲醇冷量減少,溫度上升。所補(bǔ)入液態(tài)氮、提高41k1負(fù)荷增加氨冷卻換熱效果以,在氨冷卻器滿負(fù)荷65%液位運(yùn)行的情況下,降低等措施優(yōu)化改造取得了明顯的效果進(jìn)而保證了裝置4118-K1的壓力也就為4115T段提供更多的冷量。通夏季高負(fù)荷運(yùn)行。過(guò)減少氨冷卻器的(4111-E1切出)用戶和聯(lián)系動(dòng)力降低水溫的措施達(dá)到了降低418-K入口壓力的措施,參考文獻(xiàn)甲醇洗系統(tǒng)溫度411-∏-15的下降效果也較明顯(見(jiàn)[1]劉家璞、分離工程[M](第二版)北京:化學(xué)工業(yè)出版社表1)。2000.2.表24l-E后個(gè)重要參數(shù)變化表[2]中國(guó)石油寧夏石化公司一化肥合成氯裝置流程圖4ll1-El狀態(tài)4180ukPa)415n15℃)[3]王樹(shù)仁合成氨生產(chǎn)工[M(第一版)北京:化學(xué)工業(yè)出版切出前13.2社,20052.切出前切出后切出后15.715.3