2014年6月潔凈與空調技術CCC第2期撬式過濾組合在低溫甲醇洗工藝中的應用探討中國電子工程設計院劉書傾王春軍北京石油化工工程公司劉敬摘要氣體凈化中的低溫甲醇洗工藝是近年來脫除酸性氣體普遍釆用的一種凈化工藝。該工藝以其技術成熟、溶劑廉價易得、凈化度高、選擇性好等特性,被廣泛應用于合成氨、合成醇類等行業(yè)。甲醇循環(huán)液的純凈度是保證低溫甲醇洗裝置的長周期穩(wěn)定運行的重要前提。撬式過濾組合被應用于低溫甲醇洗工藝,能有效確保甲醇液的潔凈度。關鍵詞低溫甲醇洗;凈化氣體;撬式過濾組合;超濾;壓差監(jiān)測;液位控制Application Discussion of Skidded Filter Combination in Rectisol ProcessLiu Shuqing, Wang Chunjun and Liu JingAbstract The rectisol process in gas purification is a common purification process used in the recent years for the removalof acidic gases. The process is used widely in the synthesis of ammonia, alcohol and other industries due to the fact that thetechnology is mature and has many good characteristics such as the high purification rate, good selectivity, easily acquiredand cheap solvent. The purity of the methanol circulating fluid is an important factor for a stable and long period operationof the rectisol equipment. In this paper, Skidded Filter combination can be used in rectisol process to effectively ensure thepurity of the methanolKeywords Rectisol; Gas purification; Skidded Filter combination; Ultrafiltration; Pressure monitoring: Liquid level control0引言要問題,高度自動化的撬式過濾組合以其凈化程度低溫甲醇洗是在上世紀50年代初德國林德公司高、過濾效率好、占地空間小的特性,成為解決這與魯奇公司聯合開發(fā)的一種氣體凈化工藝,是目前難題的最佳裝置。脫硫脫碳凈化裝置中運行成本較低的一種。該工藝為保證低溫甲醇洗裝置的長周期穩(wěn)定運行,利用低溫甲醇在低溫(-9℃~-64℃)、高壓條件下就要保證甲醇循環(huán)液的純凈,不受污染,而且要極易溶解酸性氣體的良好特性,用以對原料氣進行保證低溫甲醇洗工藝中低溫甲醇的溫度達到預設計脫硫和脫碳。隨著近幾年國內煤化工、石油化工行低溫,以保證甲醇液體的低溫特性。循環(huán)甲醇在業(yè)的蓬勃發(fā)展,該工藝以其工藝技術成熟、溶劑廉吸收了原料氣中的水、二氧化碳、硫化氫、氨等價易得、凈化度高、選擇性好,被廣泛應用于國內的同時,還帶入一些硫化亞鐵、羰基鐵、羰基外合成氨、合成醇類及其他羰基合成、城市煤氣、工鎳、水、氨及銨鹽結晶硫化鐵、煤粉之類的固體業(yè)制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。由于溶液粉塵雜質,雖經后序分離裝置再生分離,但一些的循環(huán)再生利用,溶劑的凈化成為該工藝中的一個雜質會積存在循環(huán)液中,并隨循環(huán)液循環(huán)流動進入重要環(huán)節(jié),提高凈化質量和凈化效率是這環(huán)節(jié)的重熱交換器、甲醇循環(huán)泵等裝置或設備中,沉積并降低熱交換效率,甚至堵塞換熱器、管道,增加劉書傾,女,1971年12月生,大學本科,工程師甲醇循環(huán)的阻力,同時積存于循環(huán)液中的雜質會使100101北京市朝陽區(qū)小營路25號房地置業(yè)大廈90815810825082甲醇濃度提高,品質下降,影響吸收效果,使整E-mail: liushuqing 2@ ceedi.個系統冷量不足;循環(huán)液體中的雜質有可能沉積收稿日期:2014-03-031在液位變送器的取壓管中,造成儀器測量不準確,潔凈與空調技術CC&AC2014同時可能堵塞玻璃管液位計,造成液位指示不μm的不銹鋼纖維燒結氈濾芯,當粗過濾器中由于準;另外雜質顆粒極可能進入運轉泵機械密封的密攔截的固體雜質積聚增多,附著于濾芯的外表面,封面,造成機械密封泄漏,從而降低泵機械密封的形成濾餅,引起壓力增加,通過控制模塊開啟備用使用壽命,增加系統的運行成本;循環(huán)甲醇液體的粗過濾器,保證系統連續(xù)運行,同時撬塊控制模塊固體雜質還會堵塞塔板和填料,從而導致氣液相偏自動打開氮氣反吹閥,利用中低壓氮氣吹掃切換下流,增加塔內阻力,影響吸收和解吸效果:循環(huán)甲的粗過濾器,將附著于濾芯表面的雜質反吹清除掉,醇液體中的高濃度雜質還會造成循環(huán)溶液在塔內起清洗后的粗過濾器進入備用狀態(tài);粗過濾器攔截下泡,產生泛液現象,導致出塔氣中帶液,裝置被迫了大部分的固體雜質,那些比較細微的雜質隨著甲降低負荷運行,從而降低了生產線的產量。高效率、醇液體流入精過濾器,精過濾器中安裝了過濾精度高精度地凈化循環(huán)液體中的固體雜質是解決問題的為3μm的不銹鋼纖維燒結氈濾芯,它對液體中雜有效方法。撬式過濾組合應時而生,成為解決這一質進一步攔截,對3pm及以上的雜質攔截率達到問題的首選。9999%,精濾后液體中的雜質對整個系統的運行1撬式過濾組合的構成已基本沒有影響。精濾后的甲醇液流出過濾組合,進入甲醇洗下一單元。隨著時間的增長,精過濾器撬式過濾組合屬于超濾范疇,它是一個組合的濾芯表面隨著雜質的沉積附著,精過濾器內的壓體,可以是一個過濾組合單元,也可以是兩個或多降增大,控制系統由于壓差到達設定值,啟用備用個過濾組合單元體組合而成,過濾組合單元體的數精過濾器,將原工作的精過濾器從過濾系統中切出,量由系統中的設計流量來確定。撬式過濾組合單元同時清洗系統自動對其進行清洗的主要結構是:粗過濾器2臺(1開1備),每臺在低溫甲醇洗工藝的富甲醇溶液區(qū),撬式過粗過濾器中安裝了3支過濾精度較高的不銹鋼纖維濾組合的流程和低溫貧甲醇區(qū)基本是一樣的,但由燒結氈濾芯或不銹鋼密紋編織網濾芯,這2臺過濾于富甲醇液此時含的雜質含量要比低溫貧甲醇液中器交替工作;精過濾器2臺(1開1備),每臺過高很多,過濾組合中的過濾元件過濾精度相對低些,濾器內安裝了3支過濾精度更高的不銹鋼纖維燒結粗過濾器中安裝的是0m的不銹鋼密紋編織網濾氈濾芯,這2臺過濾器同樣是交替工作;每臺過濾芯,精過濾器中安裝的是25m的不銹鋼纖維燒結器上都各裝有1套壓差變送器和液位控制器;另外氈濾芯利用此過濾組合對富甲醇液進行過濾凈化。還設有整個撬塊的控制模塊、清洗系統、壓差測試該過濾組合采用模塊控制,實現了自動切系統以及框架等。撬式過濾組合單元結構簡圖見圖換,在線清洗,保證了整個工藝裝置的連續(xù)生產,最1。大限度地降低了人工成本。撬式過濾組合中的過濾元件可以根據用戶或現場實際需求調整過濾精度。2撬式過濾組合的特點撬式過濾組合中所用的過濾元件主要是不銹鋼纖維燒結氈濾芯,這種濾芯在近幾年來超濾裝置中被廣泛應用在以前大多數廠家采用的過濾元件精度不高,大多數的雜質不能有效去除,導致后序設備中渣質圖1撬式過濾組合單元沉積,嚴重影響了低溫甲醇洗的效果,降低了合成氨的產量和質量;另外,為了清除設備及管道中沉在低溫甲醇洗工藝的貧甲醇溶液區(qū),撬式過積的雜質,每年都要請專業(yè)洗滌公司對換熱器、管濾組合的流程是:甲醇從該組合的入口流入,先進道及其他設備進行清洗,清洗費用多達上百萬元,入粗過濾器,粗過濾器中安裝的是過濾精度為15并且頻繁的清洗對設備壽命大有影響。也有部分廠第2期撬式過濾組合在低溫甲醇洗工藝中的應用探討71家選用了粉末冶金管來濾除甲醇中的雜質,濾除效作用,延長了這些設備的使用壽命。果很好,但是價格昂貴,而且壓降大,粉末冶金管易斷裂,采用不銹鋼纖維氈作為過濾元件便克服了3撬式過濾組合的基本配置以上缺點,它過濾精度高、強度可靠,同時具有很單個過濾組合單元用于甲醇富液時的標配參數高的孔隙率和極好的透氣性,阻力小。如下:不銹鋼燒結氈濾芯具有以下優(yōu)點:設計壓力≤4MPa;設計溫度-80℃/+601)不銹鋼纖維燒結氈釆用直徑為微米級的不℃;設計流量為100m/h-150m3/h;設備材質為銹鋼纖維經無紡鋪制,疊配及高溫燒結而成,燒結不銹鋼S32168:粗過濾器2臺,粗過濾器過濾精后仍保持三維網狀多孔的結構特性,形成特殊的梯度為200m,每臺過濾器內裝有3支200m的濾度漸變孔結構,濾芯具有優(yōu)良的納污能力。芯,過濾材質為不銹鋼密紋編織網;精過濾器2臺,2)比表面積大,孔隙率高,粉末冶金管孔精過濾器過濾精度為100μm,每臺過濾器內裝有隙率最高只能達到40%左右,而不銹鋼纖維燒結3支100μm的濾芯,過濾材質為不銹鋼密紋編織氈的孔隙率能達到80%以上,濾芯具有較低的流網;整個設備的初始壓降為≤001MPa;當過濾動阻力。器壓降達到005MPa,設備起動吹掃清洗裝置,3)具有絕對過濾精度和固定孔材料使得流體吹掃介質為低壓氮氣。整個設備設計壽命為10年。質量更為準確、可靠單個過濾組合單元用于甲醇貧液時的標配參數4)獨特的褶皺結構,極大限度的增加單支濾如下芯的過濾通量,使得濾芯堵塞間隔延長,折疊后的設計壓力≤25MPa;設計溫度-10℃/+150過濾面積是圓筒形面積的3~4倍,使其工作壽命增℃;設計流量為30m3/h~50m3/h;設備材質為加10倍以上。碳鋼Q345R;粗過濾器2臺,粗過濾器過濾精度5)穩(wěn)定的結構使得流體的流動更加均勻,這為10pm,每臺過濾器內裝有3支10μm的濾芯,樣保證了最長的濾芯使用壽命、可靠的顆粒去除性過濾材質為不銹鋼纖維燒結氈;精過濾器2臺,精能和長時間保持低的流動阻力。過濾器過濾精度為3m,每臺過濾器內裝有3支6)由于過濾材料的特殊設計和材質,不會因3μm的濾芯,過濾材質為不銹鋼纖維燒結氈;整材料纖維脫落損壞濾芯結構和造成流體的二次污染。個設備的初始壓降為≤0.01MPa:當過濾器壓降7)采用折疊式筒狀結構,全熔透焊接,強達到0.05MPa,設備起動吹掃清洗裝置,吹掃介度高,密封性好,可承受壓差△P≥10bar質為低壓氮氣。整體設備設計壽命為10年。8)不銹鋼纖維燒結氈在高溫下(600℃的情況下長期使用)具有非常好的機械強度和韌性,能4撬式過濾組合清洗過程的控制耐高溫和酸堿腐蝕。過濾裝置的自動化程度主要體現在過濾設備切9)濾芯可清洗再生,反復使用;同時不銹換及清洗再生,過濾設備能夠做到自動切換、在線鋼材質滿足低溫甲醇洗工藝的低溫工況清洗,自動化程度就大大提高了,對過濾設備的切撬式過濾組合應用到低溫甲醇洗中,系統中換、清洗過程的控制是整個系統控制中的核心。循環(huán)液的潔凈度大幅度提高了,使低溫甲醇洗裝置設備清洗的系統控制:每臺過濾器上都裝有達到了預期的脫硫脫碳效果。在進入過濾組合之前,壓差變送器,當過濾器中壓差值達到預設值時,甲醇液體中的懸浮物高達100mg/L以上,經過過控制器發(fā)出指令,關閉工作過濾器的進出口閥門,濾組合過濾后的甲醇液體中固體雜質含量已降到3將原過濾器切出系統,同時打開備用過濾器的進出mg幾L左右。由于過濾組合及時過濾掉了系統中生口閥門,使備用過濾器進入使用狀態(tài):然后原過產的固體雜質,避免熱交換裝置發(fā)生固體雜質引起濾器進入清洗階段,通過控制器打開設備的氮氣入的堵塞,使換熱效率大大提高,對維持系統冷量平口和過濾器底部的排污口,對設備進行反向吹掃清衡起到了重要作用,并且對后序其他設備起到保護洗,時間一般在3min左右(吹掃時間可以根據實72.潔凈與空調技術CAC014際情況來設定),吹掃清洗過程中由壓差監(jiān)測清洗產,不用完全替換設備,只是增減相應的過濾組效果。當設備進行大修期間,或是利用氮氣反吹清合單元的數量即可。本設備即可就地控制也可以實洗不能達到較好的清洗效果時,應該對濾芯進行人現遠程控制,自動化程度比較高,節(jié)約人力,便工清洗,將過濾器的設備法蘭打開,拆出濾芯,進于控制,反應靈活迅速,流量穩(wěn)定。多個過濾組行器外清洗,一般情況用水清洗即可,如果系統較合單元并聯成的撬式過濾組合圖見圖3。臟、濾芯被深度阻塞,可用洗潔精和檸檬酸配制的溶液在超聲波清洗機中徹底清洗,清洗后吹干裝入6結語過濾器中。過濾器清洗完成后進入備用狀態(tài)。工業(yè)甲醇液體及氣體是易燃易爆、有毒介質,對人體有危害,應避免接觸皮膚和吸入蒸汽,否5撬式過濾組合的簡單流程則會導致甲醇中毒,使人失明,甚至死亡。提高設撬式過濾組合過濾單元的流程簡圖見圖2備的自動化,讓人盡量遠離甲醇設備,就會在一程清洗系統控制系統度上減少人員傷害幾率。設備自動化還節(jié)省了人力財力,降低了操作工人的勞動強度,節(jié)省了人員配口一濾一速器一日-置,減少了人員誤操作的可能,使設備運行更加平穩(wěn),動作更加靈敏準確。備用粗過濾器一備用精過濾器通過撬式過濾組合中低精度和高精度過濾的完美結合,可以在有限的投資條件下,達到最好的過壓差監(jiān)測系統排污系統液位控制系統濾效果,可以很好的保護后序的換熱器和其他設備。圖2撬式過濾組合的流程圖在系統正常生產的情況下,及時過濾掉生產過程中不斷產生的微量污染物,使甲醇溶液中的雜質濃度保持在最低水平,這樣就避免了后序工藝中換熱器發(fā)生堵塞現象,不需要再進行專業(yè)清洗,既保持最佳的換熱效率,維持了系統中冷量的平衡,也省去清洗換熱器的開支;同時維護了甲醇循環(huán)泵的使用壽命,降低了對其維護次數,降低了操作人員的勞動強度,節(jié)約了維護成本;同時維護整個生產線的正常負荷運行,增加產品產量,提高了產品質量。圖3多單元的撬式過濾組合參考文獻過濾組合可以根據實際流量或用戶要求的設計[l]高揚超濾器在低溫甲醇洗裝置中的應用J化肥設計,2010.48(3)流量來確定,以單個過濾組合單元單獨使用,也可[2]楊忠緒,李大明超濾技術在合成氨低溫甲醇洗系統中的以多個過濾組合單元并聯使用。使用靈活,安裝簡應用[大氮肥,20026)便,占用空間小,可以應對實際流量變化以及擴[3]郭建民低溫甲醇洗工藝探討門內蒙古石油化工,19992