河南化工46HENAN CHEMICAL INDUSTRY010年第27卷·生產(chǎn)與實踐·低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝原始開車過程中H2S超標的處理訾文禮,王美麗,劉新波(河南開祥化工有限公司,河南義馬472300)摘要:低溫甲醇洗脫硫工藝原始開車過程中,H2S指標難于控制,分析其原因并給予了合理對策。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;脫硫工藝;H2S超標中圖分類號:TQ23.11文獻標識碼:B文章編號:1003-3467(2010)07-0046-04河南開祥化工制甲醇裝置采用4.0 MPa shell粉煤氣化制氣、耐硫低溫變換、3.4MPa低溫甲醇泆洗1低溫甲醇洗工藝的特點脫硫脫碳、魯奇加壓合成工藝,甲醇生產(chǎn)規(guī)模為760低溫甲醇洗滌法脫除氣體中的酸性氣體屬于濕Ud。由于出爐粗合成氣中CO含量(干基)高達法脫硫,它可以選擇性地脫除H2S和CO2,是當前合60%以上,而后續(xù)制甲醇工藝要求合成反應中HC成氣深度脫硫的較先進的技術(shù)廣泛用于甲醇合成、為2.05-2.15,氣體成分遠低于上述比例需要通合成氨等生產(chǎn)中。該方法的主要優(yōu)點是能量消耗過變換工序使過量的一氧化碳變?yōu)闅錃夂投趸?脫除酸性氣體的效率高而且選擇性好。它的缺碳低溫甲醇洗工序洗滌脫除HS和多余的CO2合點主要是:工藝流程長,甲醇的毒性大,設(shè)備制造和格凈化氣作為合成氣壓縮的原料氣,高純度的CO2管道安裝都應嚴格要求做到無泄漏。由于需要在低解吸氣作為煤氣化裝置惰性氣代替氮氣以節(jié)約運行溫和較高壓力下操作,因此對設(shè)備的材質(zhì)要求較高。成本吸收了H2S和CO2的富甲醇減壓解吸再生后循環(huán)利用。2工藝流程(見圖1E18圖1工藝流程圖收稿日期:2010-01-18作者簡介:訾文禮(1978-),男助理工程師從事化工生產(chǎn)管理工作電話:136239800第4期(上)訾文禮等:低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝原始開車過程中H2S超標的處理2.1氣體的吸收C5,C4的一小部分甲醇液經(jīng)換熱后進入C5頂。C5來自變換工號的變換氣,預冷分離后進入甲醇塔底設(shè)有再沸器E15,也可直接將蒸汽加入C5。洗滌塔CI底部,在下塔與來自上塔的富CO2甲醇溶液接觸以除去原料氣中的H2S、COS等組分;被H2S超標的原因及處理措施脫除掉H2S的原料氣進入Cl上塔,與貧甲醇逆流本系統(tǒng)自2008年6月份原始試車以來,凈化氣接觸除去CO2,出C1塔頂?shù)膬艋瘹饨?jīng)E復熱后被中H2S含量一度超標嚴重,技術(shù)人員逐一探索摸送往合成氣壓縮工號索出一套原始開車中解決H2S超標的對策。以下由貧甲醇泵P4送出的貧甲醇液經(jīng)甲醇貧液水展開詳細的剖析:冷器E8、甲醇貧液冷卻器ⅡE9甲醇貧液冷卻器Ⅳ3.1甲醇(吸收劑)問題E8,冷至-54.79℃后進入Cl頂部吸收原料氣中的3.1.1再生甲醇純度問題CO2。吸收CO2后的甲醇溶液由于溶解熱的釋放,開車過程中對貧甲醇進行分析,其H2S含量為溫度升高,經(jīng)兩次引出冷卻后繼續(xù)返回塔內(nèi)吸收128×106,水含量為4%,嚴重超出工藝指標CO2組分。措施:貧甲醇再生主要集中在熱再生塔。在塔2.2溶液的減壓再生頂穩(wěn)定在0.22MPa的壓力下,通過塔底再沸器加減出C上塔底部的富Co2甲醇液,一部分進人蒸汽,維持熱再生塔底溫度在99-101℃,控制C4下塔脫除原料氣中的H2S另一部分經(jīng)冷卻后進入底甲醇中HS含量<20×106。結(jié)合工藝包的設(shè)閃蒸槽Ⅴ3;出C下塔底部的富H2S甲醇溶液冷卻計單位大連理工大學教授的意見,在TS不超情況下后進人閃蒸槽V2。V2、V3的甲醇液直接進入CO2可以適量減少LS加入量。P6回流泵采購時的能力解吸塔C2進行CO2閃蒸解吸,混合后的閃蒸氣壓應為設(shè)計能力的145%,鑒于此情況開祥化工甲醇縮回收利用。從C3中部經(jīng)P1抽出一股甲醇液,經(jīng)區(qū)又購買了一臺回流泵。E8、E6被加熱后進入V7進行氣液分離,出V7的氣問題:低溫甲醇洗工藝在原始開車過程中出現(xiàn)體直接進入C2底,而液體經(jīng)P泵加壓和E7復熱過系統(tǒng)水含量高,C5水分離塔操作不好的現(xiàn)象。后,也進入C2底。從C2中部和底部出來的甲醇進vⅥ1變換氣分離器底部液相中含有大量CO2氣體,入C6上下段這兩股甲醇在C6中閃蒸出的氣體回進入C5水分離塔內(nèi)不利于塔壓的穩(wěn)定,從而造成收冷量后,進入解吸氣壓縮機K2壓縮至0.3MPa,系統(tǒng)水含量超標。經(jīng)降溫后進入C2底。措施:在F16進料加熱器后人C5前安裝一閃以上四部分共五股物流在C2內(nèi)進行解吸,出蒸分離器,閃蒸分離后的氣體進入C3硫化氫濃縮的CO2氣經(jīng)E復熱后送出界區(qū)。塔底部,液相再人C5,閃蒸分離器的壓力控制在0.72.3溶液的汽提再生MPa。我廠通過C5適當配入直補蒸汽,有效提高了2S的濃縮在C3中完成,進入C3進行解吸的精餾塔內(nèi)的溫度梯度,現(xiàn)在系統(tǒng)水含量均<2%,能物料主要有:C6上下段出囗甲醇經(jīng)P、P8泵加壓后夠滿足生產(chǎn)需要。進入C3。來自C2上段底部不含硫的甲醇液進入3.1.2甲醇中存在顆粒物C3頂部作回流液。問題:低溫甲醇洗工藝對系統(tǒng)顆粒物的過濾很為了使出C3送往甲醇再生塔C4的甲醇液中重要,由于系統(tǒng)是原始開車,設(shè)備、管道內(nèi)存在硫化H2S得到充分的濃縮,將進C3各物料中CO2解吸亞鐵羰基鐵等顆粒物,以及從煤氣化帶來的煤粉和出來,向C3底部通入冷卻的汽提氮。出C3頂?shù)奈沧儞Q工段帶來的觸媒粉等,系統(tǒng)曾出現(xiàn)過黑甲醇現(xiàn)氣經(jīng)E回收冷量后出界區(qū)。象。在這期間凈化氣TS超標,P4、P、P等泵入口2.4溶液的熱再生過濾器清洗出顆粒物,S2過濾器堵塞及封頭泄漏等出C3的經(jīng)濃縮的甲醇液通過加壓、過濾、加熱情況反復出現(xiàn)。將系統(tǒng)中S2/Sl兩臺過濾器連續(xù)投后進入C4進行熱再生,熱源通過甲醇再沸器El1用1個月后,甲醇的色度有明顯好轉(zhuǎn),但由于過濾器提供。塔頂蒸汽經(jīng)冷卻、分離加壓后回流至塔內(nèi)。濾芯是一次性的,更換周期頻繁,成本太高,本廠采出C4底的貧甲醇經(jīng)加壓、過濾、冷卻后進入V4用主、旁路都投的原則,細小顆粒物依然存在。來自V1的甲醇/水混合物經(jīng)E16加熱后進入措施:Sl更換為50μm濾芯;S2先更換濾芯為河南南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2010年第27卷200μm,確認系統(tǒng)干凈后再更換為25μm。在Ⅴ1設(shè)計為6000Nm3/h,明顯低于設(shè)計指標,導致CO2液體入C5前、C4再生塔底純凈甲醇入V4前加裝在C3中解吸的量少,在C4中解吸的量多,影響了25~50μm的管道過濾器。H2S在C4中的解吸,未解吸完的H2S隨塔釜甲醇表1濾芯改造前后對比帶入V4中,從而H2S含量超標。項日S濾芯S濾芯管道過濾器懸浮物措施:在停車過程中,將煤氣化磨煤用的0.43umV液體入C前C4底液體入V4前mg/LMPa氮氣改為空分產(chǎn)的30kPa的低壓氮氣,從而保改造前無無152證了汽提氮氣的用量。改造后502525~503.3吸收壓力、溫度問題3.1.3系統(tǒng)串液問題原始開車以來,曾出現(xiàn)過凈化CⅠ噴淋溫度問題:甲醇地下槽收集的廢液來自系統(tǒng)中各個達-54℃,再生甲醇純度達99%以上現(xiàn)象,由于煤導淋,其水含量和H2S含量偏高如果在輸入C5的氣化煤粉輸送動力較低造成系統(tǒng)壓力低系統(tǒng)壓力過程中由于閥門內(nèi)漏或沒關(guān)嚴可能進入了W4,會最高時為2.6MPa,影響了甲醇的吸收能力,造成使循環(huán)甲醇品質(zhì)惡化。H2S含量一度超標,說明溫度壓力是影響H2S超標措施:現(xiàn)場沒有使用的導淋全用盲板盲死,排除的一個問題。串液的可能。措施:隨著系統(tǒng)負荷的提高,提量和提壓同時進3.2汽提問題行,開車過程中系統(tǒng)壓力快速升至2.8MPa以上,解由于低壓氮氣比較緊張,開車過程中甲醇濃縮決了困擾低溫甲醇洗已久的總硫超標問題(詳見表塔汽提氮氣量一直維持在2000Nm3h左右,正常2)。表2溫度壓力對吸收的影響運行貧甲醇溫度凈化氣壓力粗煤氣氣量凈化氣氣量貧甲酹流量再生甲醇水含量再生甲醇總硫4塔底溫度總硫時間℃ MPa Nm/ h Nm/h Nm/h09.5.755.63.18936757229009.5.1755.183.05943785148.7309.5.2884998253.31.809.7.52.839609.7.175100.10.0109.7.2754.l2.88948048174l1.213.409.8.681238261.509.8.1155.298142270.60.87.140.0309,9.2053.8958348222265.899.290.0809.10.597280263.409,10.262.8293261246.3注:凈化氣流量計計算參數(shù)是在設(shè)計溫度、壓力下標定的,實際表2中凈化氣壓力未達到設(shè)計值,因此流量偏大。3.4設(shè)備問題3.6反硫化問題主要是塔盤是否吹翻或設(shè)計不合理,如果各塔變換觸媒可能存在反硫化問題,在開車時對人、液相進出口都有明顯的溫度梯度,可以排除塔盤問出變換工段的工藝氣做分析,未發(fā)現(xiàn)總硫增大現(xiàn)象,題;另外,El如果內(nèi)漏,低溫甲醇洗進出口氣相走可排除反硫化的可能。近路,氣體就不可能合格,正常生產(chǎn)時通過進出口取37進出界區(qū)氣量問題樣分析,可判定設(shè)備內(nèi)漏問題。由于低溫甲醇洗出界區(qū)凈煤氣直接和壓縮機相3.5導壓管串氣問題連,因此壓縮機入口壓力的控制對H2S含量影響較甲醇洗滌塔分為四段,從各段氣相共引出5根大。原始開車時,低溫甲醇洗入界區(qū)煤氣74500導壓管,如果是進出口串氣,就會導致H2S超標。Nm3/h,由于壓縮機轉(zhuǎn)速太高防喘振回路開得過我公司對各根部閥進行了雙閥改造,經(jīng)現(xiàn)場關(guān)閉各小,致使抽氣量過大,出界區(qū)凈煤氣氣量達到80000根部閥,叮排除串氣問題。Nm3/h,進界區(qū)的CO2和H2S還未來得及吸收就被第4期(上)訾文禮等:低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝原始開車過程中H2S超標的處理抽出,是H2S超標的重要因素。設(shè)備等,保證冷、熱相時刻流通換熱,避免此類似現(xiàn)措施:壓縮根據(jù)負荷適當降低轉(zhuǎn)速,調(diào)整回路,象再次發(fā)生進出界區(qū)氣量比例與設(shè)計值相當時,H2S會很快合格。經(jīng)驗:當凈化氣/變換氣>0.85時,合成氣壓縮5存在的其他問題機入口吸入氣量太大,變換氣在C1中停留時間太51c4底再生甲醇HS分析超標而凈化氣中TS短容易出現(xiàn)凈化氣中硫含量超標。當凈化氣變換不超標氣<0.6時,合成氣壓縮機入口壓力太高,凈化氣不在很多廠家分析中均出現(xiàn)C4底部出來再生甲利于輸出,在C1中停留時間太長,凈化氣中的CO2醇中H2S含量在10×106-20×10時,凈化氣中被甲醇完全吸收,不利于提高產(chǎn)量。TS不超標的現(xiàn)象。存在幾種情況:①分析出現(xiàn)的針對以上探討的方方面面影響H2S超標的因Ts不是H1s,可能是硫的其它形式;②甲醇中H2S素較多,原始開車裝置應該綜合考慮逐一落實,應分析方法沒有規(guī)范化的國家標準。大連理工的張教該能順利將H2S控制在指標之內(nèi)。授根據(jù)狀態(tài)方程K的關(guān)系,經(jīng)計算與經(jīng)驗數(shù)據(jù)得操作中的注意事項知,C4塔底甲醇中H2S與凈化氣中H2S的對應關(guān)系為10:4.1循環(huán)的穩(wěn)定5.2輔助解吸塔上段P8泵時常存在氣蝕現(xiàn)象般情況下,系統(tǒng)壓力、液位波動發(fā)生在接氣和208年9月28日低溫甲醇洗C6上下段液位加減負荷時。特別是接氣后,系統(tǒng)甲醇在吸收時溶均顯示高報現(xiàn)場P和P8進出口壓力均低于正常解了酸性氣體,體積有一定的增加,表現(xiàn)出液位升值,泵不打量。經(jīng)檢查,為氣蝕。高,同時解吸后體積減小,液位有所下降。再加上分析原因為:C6裙座基礎(chǔ)設(shè)計高度稍偏低、我些自調(diào)閥跟蹤慢,導致液位嚴重波動。中控人員要對CO2用量要求大、C6壓力低、甲醇中CO2過飽快速瀏覽畫面發(fā)現(xiàn)液位不正常及時調(diào)節(jié)現(xiàn)場人員和造成的。解決措施為:在CO2量足夠前提下可以要加強泉的巡檢發(fā)現(xiàn)問題趕快與中控聯(lián)系。當出適當提高C6壓力提高P8泵人口靜壓頭。現(xiàn)泵氣蝕時,趕快通過泵出口壓力表根部閥排氣,如5.3C6塔頂管線改造果仍不行馬上啟備用泵,穩(wěn)住液位,一般接氣后需要6(輔助解吸塔)塔頂設(shè)計氣相直接經(jīng)El7換1-2h才能把系統(tǒng)穩(wěn)定下來。熱后至K2,K2一旦跳車,C6塔頂壓力無法控制,后4.2加減負荷的調(diào)節(jié)增設(shè)塔頂安全閥和大旁路放空管線,有效地穩(wěn)定了加負荷時,首先要加大甲醇循環(huán)量,TS吸收段C6壓力。流量要比正常多出20m3/h,目的是防止在加負荷54無旁路自控閥失靈時硫含量超標,等系統(tǒng)穩(wěn)定后,可以根據(jù)分析結(jié)果稍自動調(diào)節(jié)閥在原始開車過程中,多次發(fā)生失靈減循環(huán)量。減負荷時,巧S吸收段流量調(diào)節(jié)要慢,根情況。為此對現(xiàn)場人員進行無旁路自調(diào)閥手動調(diào)節(jié)據(jù)分析結(jié)果稍減循環(huán)量。方式的培訓并配備調(diào)節(jié)工具,并及時聯(lián)系儀表人員4.3氨壓機真空度進行維修。中控人員在保證凈化成分與系統(tǒng)穩(wěn)定下氨壓機真空度即氣氨總管壓力,應在-0.02小幅度調(diào)節(jié)控制好平衡MPa以下,各氨冷器液位控制在45%~50%,各氨6結(jié)束語冷器換熱溫差不能<5℃。4.4冷熱流體換熱器操作注意事項開祥化工原始開車過程中,由于H2S超標,工200年04月19日,氣化爐跳車后,LV15269藝調(diào)整時造成凈化氣放空合成催化劑損壞等。經(jīng)(C5204進料自調(diào))跟蹤慢,中控人員操作時沒有注了1年多的開車經(jīng)歷,我公司已經(jīng)摸索出一套處意泵出口15269全關(guān),有5mim左右,E0殼程熱理H2S超標的對策。系統(tǒng)調(diào)整穩(wěn)定后實際消耗為甲醇量不變,但管程冷甲醇不流通,后來泵出口閥打54kg/h;且冬季開停車不用考慮防凍問題氣體的開時導致冷、熱相激,設(shè)備封頭泄漏,凈化系統(tǒng)循環(huán)凈化度很高凈化氣中總硫含量可脫至0.1×10°中斷。建議操作時務必注意冷、熱相的閥門、管道、以下,CO2可脫至10x10以下。