Vol.32 No.12石油化工應(yīng)用第32卷第12期Dec.2013PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION2013年12月解析氣人氣化爐流量波動的原因及解決方法楊天岡(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川 750021)摘要:焦?fàn)t氣綜合利用是一項改善環(huán)境,提高資源利用率的有益項目,通過對造成解析氣流量波動原因的分析,相應(yīng)解決措施的實施,解決了解析氣流量波動問題,實現(xiàn)了解析氣穩(wěn)定并入,保證了裝置安全穩(wěn)定運行。關(guān)鍵詞:焦?fàn)t氣;解析氣;氣化爐;液氮洗尾氣;脫硫罐doi:10.396/j.sn.1673- -5285.2013.12.029中圖分類號:TQ546文獻標(biāo)識碼:B文章 編號:1673- -5285(2013 )12-0115-03內(nèi)蒙古烏海市焦炭企業(yè)眾多,生產(chǎn)過程有大量焦主要組分取 2013年實際值(NG 配氣站取樣點A1,取爐氣產(chǎn)生。焦?fàn)t煤氣利用率很低,一般被送 至火炬系統(tǒng)平均值):體積百分比。燃燒放空或者直接排放。排放的焦?fàn)t氣中含有萘、苯、銀1 天然氣組分表(g/m')焦油等有毒有害物質(zhì),其排放量超出了國家排放標(biāo)準(zhǔn)CH,CH。CO2N2HzH2O數(shù)千倍,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用窦爸苓叧鞘协h(huán)境。焦?fàn)t氣94.3409 3.223636 0.6118 0.6618 1.264 5252中又含有H2、CH4.CO.CO2等,H2含量為50 %~60 %，1.2 液氮洗尾氣組分CH4含量為25 %~30 %,熱值為4 041 kcal/cm',是合成化肥一廠合成氨裝置脫除CO利用液氮洗，其中氨的好原料。為提高資源利用率,改善環(huán)境,緩解化肥液氮洗尾氣中含有一 部分CO.CH,等有效氣組分。將裝置天然氣供應(yīng)不足的矛盾,寧夏石化公司2011年啟液氮洗尾氣通過壓縮機4116-K2提壓后,送天然氣壓動焦?fàn)t氣綜合利用，用焦?fàn)t氣部分替代天然氣作為生縮機入口, 與天然氣混合后,替代-部分天然氣作為氣產(chǎn)合成氨的原料氣?；癄t的原料之- - 。隨進氣化爐原料氣組分的變化，液氮焦?fàn)t氣分離崗位的主要任務(wù)是將來自烏海來峰站洗尾氣組分變化較大,設(shè)計指標(biāo)(見表2、表3)。的3.0 MPa的焦?fàn)t煤氣,采用變壓吸附技術(shù)將其分離表2液氮洗尾氣組分設(shè)計指標(biāo)(體積/% )成富氫氣和富甲烷氣(解析氣),富氫氣通過加氫催化平均值COHH2Al脫氧等壓干燥得到高純度產(chǎn)品氫氣，經(jīng)壓縮機提壓后1.1-8.145.192.7919.396.8331.80作為合成氨的原料氣和燃料氣。表3液氮洗尾氣組分實際指標(biāo)(體積/%)|末站制氫高家S脫氫產(chǎn)品寒氫壓機8.OMPs 二化CO .CH1.1~8.134.7710.048 2.7919.65642.7353.0MPa解析氣壓縮機4.2MPe。1.3解析氣組分圖1裝置流程框困解析氣是從烏海送來的焦?fàn)t氣,經(jīng)過PSA變壓吸1進氣化爐三股原料氣及簡要流程附分離出氫氣后,剩余部分。將解析氣通過解析氣壓縮機4120 -K3/K4提壓后,送天然氣壓縮機人口,與天然1.1天然氣組分氣混合后,替代一部分天然氣作為氣化爐的原料之一。天然氣是寧夏石化合成氨的主要原料氣，天然氣解析氣主要組分( 見表4)。中國煤化工YHCNMH G*收稿日期:2013-10-23116石油化工應(yīng)用2013年 .第32卷表4解析氣組分表1.4進氣化爐簡要流程序號組分名稱單位值從界區(qū)來的主原料氣天然氣,壓力2.5 MPa,溫度H2%(V)16.7540 C;41 16-K2來的液氮洗尾氣,壓力3.8 MPa,溫度CH443.3640 C;焦?fàn)t氣解析氣4120-K3/K4,壓力3.5 MPa,穩(wěn)定8.640 C;將以上三股物料匯合后直接進人天然氣壓縮機017.344112-K1/K2進行提壓,提壓到9.4~10.6 MPa,進入氣CO28.76化爐進行反應(yīng)(見圖2)。CHN5.102氣化接入焦?fàn)t氣存在的問題D20.00H2O10.00從啟動焦?fàn)t氣項目,到設(shè)備安裝歷時- -年多,到合計100.002013年4月完成了裝置的穩(wěn)定試車運行。分別向用戶[天然氣x-4112-KI1K2D4112-V17A4112-V17B4116PICA20A4112FCV21244116-K24120-3K4 ]圖2進氣化爐流程圖-套,二套輸送產(chǎn)品氫氣,解析氣,由于提壓輸送設(shè)備炸的危險; 后進入CO變換爐使變換爐內(nèi)的變換觸媒為往復(fù)式壓縮機,輸送介質(zhì)有其固有的脈沖性?；室贿^氧超溫,使觸媒燒結(jié)失去活性。CH含量過高:- -是廠氣化爐接入原料氣有三股，單臺氣化爐100 %的負氣化爐反 應(yīng)生成大量的碳黑,生成有效氣減少,合成氨荷下,主氣量天然氣接入量為17 838 m)/h,液氮洗尾氣產(chǎn)量下降, 資源浪費;二是生成大量的碳黑隨工藝氣進穩(wěn)定接入量為500m0m,解析氣接入量般為2500m'/h。 入 co變換爐包裹,堵塞變換觸媒,使其活性下降,變解析氣接入后,出現(xiàn)流量大幅波動,波動幅度最大在換率下降;三是過 量CH進人后系統(tǒng)凈化工段,增加了1 000 m/h左右,流量的波動造成入氣化爐總流量的甲醇洗, 液氮洗負荷及板式換熱器堵塞等危害。大幅波動?；? -廠 -氣化崗位氣化爐造氣原理為德士由于焦?fàn)t氣并人氣化爐流量大幅波動，焦?fàn)t氣裝古氣化爐，氣態(tài)烴非催化部分氧化法,原料氣氧氣、蒸置運行不穩(wěn)定 ,氣化爐頻繁的接人退出解析氣，以及焦汽在一定的配比下在氣化爐內(nèi)在1 200~-1 350 C的高爐氣裝置跳 車的緊急處理，使氣化爐頻繁的處于過氧溫條件下反應(yīng)。由于流量的大幅波動及三股氣體組分及陰燒中， 給裝置的安全穩(wěn)定運行埋下了重大安全隱有很大不同，使氣化爐出口主要控制指標(biāo)CH,無法控患。 2013年5月25由于氣化爐過氧,發(fā)現(xiàn)4112-F1-3制在0.5 9%-1.5 %正常范圍內(nèi),上下大幅波動,CH最低頂部大蓋溫度高達 460 C,進行了緊急停車處理,檢查降至0.2 %,最高超出CH,表最高指示值2.17%。CH4頂部爐磚毀壞嚴(yán)重:6 且413-F1-1 停車,檢查頂部爐含量過高或過低對生產(chǎn)裝置的安全穩(wěn)定運行都有很大磚同樣損壞MH中國煤化工三成大量炭黑帶人的危害。CH4過低會使氣化爐出現(xiàn)過氧現(xiàn)象,氣化爐超4114-R1COCNMH. G反應(yīng)活性大幅下溫在,直接威脅氣化爐的安全穩(wěn)定運行和使用壽命;其降, 出口co含量控制指標(biāo)超標(biāo)，為了控制指標(biāo)的合次過量的氧氣進人后續(xù)的碳黑洗滌塔4112-C1,有爆格,將變換觸媒的溫度相比以前提高了5 C運行。.