第32卷化肥工業(yè)第5期低溫甲醇洗熱再生系統存在的問題及改進措施丁武松寧平〔昆明理工大學環(huán)境科學與工程學院650093)摘要針對低溫甲醇洗裝裝置克勞斯氣夾帶甲醇及系統甲醇中油含量高的問題分析其原因并提岀改進措施。對克勞斯氣分離器降液管改造后消除了克艻斯氣夾帶甲醇的現象降低了系統甲醇中的油含量取得了較好的經濟效益關鍵詞低溫甲醇洗克勞斯氣Problems in Regeneration System by Heating forLow-Temperature methanol wash Process and Improvement measuresDing Wusong and Ning pingAbstract With a view to solving the problems of methanol entrainment by Claus gas in the lowtemperature methanol wash unit and high oil content in methanol in the system the causes are analyzedd improvement measures areBy transformation of the downcomer of the Claus gas separator, methanol entrainment by Claus gas is eliminated the oil content in the methanol in the system re-duced, and good economic benefit obtainedKeywords low-temperature methanol wash Claus gas reform低溫甲醇洗是解化集團公司二期技改工程,進入K-505Ⅱ段加熱再生甲醇中溶解的酸性氣自1998年底試運行以來,直存在著克勞斯氣夾體被熱再生塔再沸器W-515產生的甲醇蒸氣氣帶甲醇及系統甲醇中油含量高的問題不僅甲醇提析岀岀K-505Ⅱ段頂部的帶甲醇的酸性氣經消耗增加而且嚴重影響了低溫甲醇洗和液氮洗W-511和W-512冷凝后進入K-505Ⅲ段進行的安全穩(wěn)定運行。為此對克勞斯氣分離器降液管氣液分離其中大部分甲醇被冷凝后進入K-505進行了改造改造后消除了克勞斯氣夾帶甲醇的Ⅲ段作回流液。出K-505Ⅲ段的克勞斯氣在W現象降低了系統甲醇中的油含量取得了較好的513中被來自K-503Ⅲ段的CO閃蒸氣冷卻至經濟效益和社會效益。21℃再經氨冷器W-514冷卻至-40℃后進入克勞斯氣分離器F-502。在F-502中,被分熱再生系統工藝流程簡介離的甲醇冷凝液經F-502底部U形降液管返回低溫甲醇洗熱再生系統工藝流程見圖l。來自K-505Ⅲ段作回流液岀F-502頂部的克勞斯W-508的富H2S甲醇液在熱再生塔K-505減氣經W-511復熱后送克勞斯硫回收裝置壓閃蒸熱閃蒸氣經W-509冷凝后冷凝的甲醇進K-505Ⅲ段的甲醇經P506泵送至K-505Ⅱ入K-505Ⅲ段作回流液出W-509的熱閃蒸氣含段頂部作回流液。K-505Ⅱ段底部經過完全再CO284.51%H2S9.40%)經W-510冷卻后進入K中國煤化玉關至W-508、W-507504Ⅱ段底部進行H,S提濃的再吸收。CNMHG40℃后送CO2吸收經過熱閃蒸后的K-505I段富H2S甲醇液塔K-502頂部作精洗甲醇。*本文作者的聯系方式ws643@163.com第32卷化肥工業(yè)第5期CO2排放氣去K506自K-503Ⅲ段自K504Ⅱ段頂部去K504段底部心去克勞斯裝置|Pv5095去W507W512W513W-Sl來自K504Ⅱ底部W-5】5P505P-507gLv-5102P-506去萃取器B-502圖1熱再生系統工藝流程圖K-505.熱再生塔F-502.克勞斯氣分離器W-508.貧/富甲醇熱交換器W-509.熱閃蒸氣冷凝器W-510.熱閃蒸氣/再吸收排放氣換熱器W-511/W-512.熱再生塔頂冷凝器W-513.克勞斯氣/排放氣換熱器W-514,.克勞斯氣氨冷器W-515.再沸器P-505,熱再生塔給料泵P-506.熱再生塔回流泵P-507.CO,吸收塔給料泵2熱再生系統存在的問題及原因分析氣壓力PR-5096非但不下降反而會升高克勞2.1克勞斯氣壓力波動大斯氣夾帶甲醇更加嚴重若關小PV-5095閥位低溫甲醇洗裝置自開車投運以來當蒸汽壓也會使克勞斯氣壓力升高K-505Ⅱ段熱再生甲力或其它外部條件稍有波動就會引起克勞斯氣醇中的酸性氣不能被全部及時氣提析出熱再生壓力的波動出現克勞斯氣夾帶甲醇的現象克勞甲醇再生不完全,使K-502塔頂部的精洗甲醇斯氣出囗壓力PR-5096升高,出囗溫度TR吸收效率下降導致K-502塔頂部H2S和CO25096迅速下降至0℃以下。此時若開大克勞斯微量上升。克勞斯氣夾帶甲醇時的相應工藝參數氣出口壓力調節(jié)閥PV-5095閥位來降低克勞斯變化情況見表1。表1克勞斯氣夾帶甲醇時部分工藝參數變化情況項目PR-5095/ MPa PR-506/ MPa TI-5103/℃T-5104/℃TR-5091/℃TR-5096/△TTR-5091-TR-5096)℃入W-511的出W-511的出W-513的克出W-513的排入W-511的熱出W-51的克測量對象熱再生氣壓力克勞斯氣壓力勞斯氣溫度放氣溫度再生氣溫度勞斯氣溫度熱短溫差工藝指標0,15正常工況0.180.13帶甲醇時0.300,25從表1可看出,克勞斯氣夾帶甲醇時,T合形成氣液夾帶的狀況,從F-502頂部排出。5103和TI-5104溫度迅速下降這表明從W中國煤化工513和W-514冷凝513到w-514的克勞斯氣量減少了其余的克的CNMH(醇易揮發(fā)在揮發(fā)過勞斯氣則沖破克勞斯氣分離器F-502底部U形程中吸收熱量后體積膨脹因此克勞斯氣夾帶甲降液管液封后沿U形降液管往上反沖至F-502醇時克勞斯氣出口溫度TR-5096迅速下降至0與經過W-513和W-514冷凝后的克勞斯氣混℃以下出口壓力PR-5096則迅速升高此時開第32卷化肥工業(yè)第5期大P-5095閥位則克勞斯氣流速和流量增加,醇?？藙谒箽鈯A帶甲醇不僅工藝調整相當困難,帶走的甲醇也增加要很長時間才能恢復正常而且甲醇損失非常大由于F-502沒有液位指示故在實際操作過(表2)系統要補充大量新鮮甲醇才能維持正常程中F-502容易出現滿液位或排空現象這時克運行。勞斯氣壓力稍有波動就會導致克勞斯氣夾帶甲2.2系統甲醇中油含量高表2克勞斯氣全分析數據取樣時間CO3/%O2/%CO/%o烴類/%CH3OH(mgm-)2003-03-01T16:3064,102135,392003-03-02T10:0067.70褐煤加壓氣化所制得旳變換氣中油含量較系統甲醇的油就可被逐漸分離從而降低系統甲高變換氣在H2S吸收塔K-501的預洗段用1.6醇中的油含量。m3/h的冷甲醇洗滌吸收后雖然大部分氣態(tài)輕油被洗滌脫除但仍有極少量的殘余氣態(tài)輕油隨變3改進措施換氣帶入系統甲醇運行時間一長就在系統中慢(1)克勞斯氣分離器安裝液位變送器和液位慢累積增加使系統甲醇中油含量升高。這些油調節(jié)閥中的低沸點烴類物質揮發(fā)到凈化氣中隨凈化氣克勞斯氣分離器F-502安裝液位變送器和帶至600液氮洗冷箱并慢慢附集于換熱器上使調節(jié)閥后在中控室就能方便地監(jiān)測和控制F-換熱器換熱效率下降操作溫度上升600°液氮洗502的液位。只要控制LC-5102不滿液位或排裝置被迫停車進行冷箱復熱解凍嚴重影響了生空K-505Ⅲ段克勞斯氣就不會發(fā)生串氣夾帶甲產的正常運行。醇的現象對K-505Ⅱ段熱再生甲醇、K-505Ⅲ段回流(2)F-502的U形降液管底部新配管線至甲醇及F-502分離的冷凝甲醇分別取樣進行油萃取器含量分析分析數據見表3在F-502的U形降液管底部新配管線至預表3甲醇中油含量分析數據洗系統的萃取器B-502原F-502底部U形降取樣的間k-06組段回F532)下351段熱再液管至K-505Ⅲ段的管子上加一截止閥并關甲醇/%凝甲醇/%生甲醇(mgL-1)死改造后的F-502降液管流程如圖1虛線部分003-11-0所示。改造后將F-502分離的冷凝甲醇送至萃2003-11-08取器B-502的甲醇、水、石腦油混合室進行萃2003-11-16取冷凝甲醇中的輕油經萃取進入石腦油室石腦注K-505Ⅲ段、F-502甲醇中油含量的測定方法是用量筒取樣油岀售或進一步深加工甲醇、水混合液則送精100mL然后加入100mL水攪拌、靜置10min再讀取上部油層餾精餾岀的甲醇返回系統。這樣既避免了K體積所得505Ⅲ段克勞斯氣從F-502底部U形降液管串從表3可看出K-505Ⅲ段回流甲醇和F氣至F-502夾帶甲醇的現象又使F-502分離502分離的冷凝甲醇中油含量特別高。這是因為的冷凝甲醇中的甲醇和油得到了很好的分離和回從變換氣進入系統的低沸點輕油在K-505Ⅱ段收降低了系統甲醇中的油含量同時增加了石腦隨酸性氣被加熱氣提析出經冷凝后進入K-505油產量Ⅲ段回流甲醇中重新返回系統長時間的循環(huán)累中國煤化工積使熱再生甲醇及K-505Ⅲ段和F-502中的甲CNMHG醇油含量越來越高。如果F-502中油含量很高在不影響正常生產的情況下于2004年3月的冷凝甲醇不再返回K-505Ⅲ段作回流液而是5日完成改造并投入運行。從運行情況看取得將它進行甲醇和油的分離處理則從變換氣帶入(下轉第54頁)第32卷化肥工業(yè)第5期特點料漿制備過程中必須加入添加劑而添加劑5)氣化爐溫度應充分考慮料漿灰熔點、比的普適性有限且價格昂貴因此其選用應兼顧適氧耗、耐火磚使用壽命等綜合因素可通過加入助宜性和經濟性建議可參照下列標準進行選擇粘熔劑或不同煤種混配達到降低灰熔點的目的。度100~1000mPa·s24h穩(wěn)定性≤8%料漿濃(6)因原料煤中含有一定比例的氮元素經度60%~70%添加劑消耗<0.5%(干基加壓高溫氣化后將有一定比例的氮元素轉化為3)從理論上講水煤漿加壓氣化對煤種的氨經后工序冷凝其冷凝液中NH3-N達2000適應性較廣但實際生產中發(fā)現煤的質量對氣化10ˉ°增加了環(huán)保治理難度生產影響極大,主要影響因素表現為灰分、灰熔通過近1年的多元料漿試生產實現單爐運點建議煤種選擇可參考下列標準行3969h,產氨16363t,平均消化氧氣3500主要指標灰分≤20%越低越好恢灰熔點m3/l(標態(tài))氮氣2000m3/H(標態(tài))有效利用1300℃。了空分能力改善了煤氣爐運行工況。同時為二次要指標內水分≤8%固定碳≥50%越高期項目水煤漿建設積累了大量的實踐操作經驗越好。為二期盡快穩(wěn)定生產奠定了扎實的基礎。(4)加壓氣化應選擇液態(tài)排渣為宜收稿日期2004-11-22)上接第47頁)低溫甲醇洗變換氣處理量按64520m3l(標了非常好的效果,克勞斯氣夾帶甲醇的情況不再態(tài))計經物料衡算克勞斯氣量約為1110m3/h發(fā)生,熱再生甲醇中油含量比改造前大幅降低標態(tài))改造前克勞斯氣中甲醇的平均含量為改造前、后克勞斯氣中甲醇含量及甲醇中油含量1500mg/m3每年(按11個月)從克勞斯氣夾帶對比情況見表4。走的甲醇約為10lt。精甲醇按2500元/t計改表4改造前、后克勞斯氣中甲醇、甲醇中的油平均含量造后每年可減少甲醇消耗25萬元?？藙谒篃嵩偕鶮-505ⅢF-502改造前萃取器B-502的石腦油平均產量約項目氣中甲甲醇油段回流冷凝甲7t/d改造后約10t/d。石腦油按目前1300元備注醇含量/含量(mg甲醇油醇油的售價計改造后石腦油銷售收入增加140.4萬(mg:m-3)·L-)含量/%含量/%兀。15組數據改造前11500改造后由于克勞斯氣不再夾帶甲醇不僅保平均值障了克勞斯氣硫回收裝置的穩(wěn)定運行而且保護0組數據檢測限平均值了環(huán)境。(收稿日期2004-12-21)上接第50頁)中旬壓差開始有所上升,但一直維持在1kPa/d配后由下自上流動洗滌液由循環(huán)洗滌泵提供經的低增長率至8月5日短停檢修時壓差僅為洗滌罐上部液相分配頭后自上而下噴淋洗滌液85kPa摧化劑表面有少量旳碳酸鉀。新増洗滌與CO2氣體逆流接觸將CO2中攜帶的碳酸鉀洗罐的投用保證了脫氫反應器至少半年的連續(xù)運滌吸收洗滌后旳CO氣體富含水分經洗滌罐行較圓滿地解決了CO氣體攜帶碳酸鉀的問頂部絲網式分離器除水后進入壓縮機一段入口分題。離器洗滌液部分由洗滌罐底部排放閥排岀由脫鹽水進行補充中練建化部居的振有分CNMHG量大分配效果不好6實施后效果及存在的問題造成洗滌罐和壓縮機一段入口分離器的液位難以改造后于2004年2月初投用連續(xù)運轉5個控制現采用副線手動和主線自動同時控制。月脫氬反應器壓差始終維持在60~65kPa7月(收稿日期2005-03-23)