第28卷第1期天津化工028 No. 12014年1月Tianjin Chemical IndustryJan.2014合成氣氮含量高對液氮洗裝置的影響分析及應對措施張衛(wèi)波(天津堿廠合成氛甲醇分廠,天津300000摘要:由于煤氣化爐運行時有波動,液氦洗合成氣氪氣含量經常升高,時常使出口產品CO含量超標,引起氨合成塔多次切氣,造成了很大的損失。本文結合實際生產分析了氮氣含量高使操作難度加大的原因,并提出了解決方案關鍵詞:液氮洗;氪含量;超標;解決措施doi:10.3969jss.1008-1267.201401l中圖分類號:TQ113264文獻標志碼:B文章編號:1008-1267(2014)01-031-031液氮洗裝置簡介特殊管式合成氣混合器YMIo01中與E04303的凈化氣混合以調節(jié)產品合成氣中的氫氮比,另一股進天津堿廠合成氨甲醇分廠凈化工序采用的是入第二高壓氮深冷器E04303后由氣相變成液相林德液氮洗技術。液氮洗裝置的分離過程屬于物理進入到氮洗滌塔C04301的頂部。在氮洗滌塔過程,沒有化學反應。此過程是利用H2與CO、CH4、C04301中液氮吸收氣體中的Ar,CO和CH4,和一小N2等的沸點相差較大,COCH4的沸點比N2、H2的部分H2o凈化后的合成氣從C04301的塔頂排出。沸點高的特點,將CO、CH4從氣相液化溶解到液氮氮洗塔C04301塔底的液體首先進入回收氣閃中,從而達到脫除CO、CH4等氣體雜質的目的蒸罐S0430閃蒸,閃蒸出的氣相主要為氫氣(我們來自低溫甲醇洗裝置的合成氣經過液氮洗裝稱為“粗氫氣”),粗氫氣依次在E04303、F04302和置的吸附器,以除去合成氣中甲醇和CO2,防止甲醇F04301換熱,回收冷量后返回到低溫甲醇洗的壓縮和CO2進人到冷箱中形成固體而堵塞板翅式換熱機單元K04201進行氫氣回收。而閃蒸罐S04301底器。之后進入低溫液氮洗冷箱中,在與第一高壓氮部的液相則與液氮混合并為一股,在FO4303中加深冷器F04302和第二高壓氮深冷器E04303換熱熱氣化,隨后進入依次進入E04302和E04301中加冷卻后進入到氮洗滌塔CO4301的底部熱,回收冷量后作為燃料氣離開冷箱,進入到燃料來自空分裝置的中壓氮氣(設計溫度為40℃)氣壓縮機壓縮,壓縮后送至燃料氣管網。其主要作用為液氮洗滌和為合成氨裝置控制氫氮凈化后的合成氣經過E04303換熱后與一股中比,經過高壓氮冷卻器E04301、第一高壓氮深冷器EO4302換熱冷卻后,低溫氮氣分為兩股:一股進入收稿日期:2013-09-13+-++“+-+-“-酸鈉和044kg氫氧化鈉。加入防腐劑后,必須使鹽了氯化鈣溶液作為載冷劑能夠很好的完成熱量交水呈弱堿性(pH=75-8.5),這可通過氫氧化鈉的加換的任務,為我車間產量不斷的提高起到了至關重入量進行調整。要的作用(3)氯化鈣溶液作為載冷劑在使用過程中,會七水硫酸鎂作為漢沾鹽場的一個新項目,無因吸收空氣中的水分而使其濃度降低。為了防止?jié)庹搹脑O備到工藝都還需要不斷地摸索改進,從每度降低,引起凝固點溫度升高,必須定期檢測氯化一個細節(jié)人毛精求精經計我們自身的探索鈣溶液的比重。若濃度降低,應適當補充氯化鈣,以和努力,盡中國煤化質增產的最保持在適當的濃度。通過這一階段的使用充分證明佳生產方案CNMHG天津化工2014年1月壓氮氣混合進行粗配氮,混合后進入E04302,出置的氮氣含量。也就是說如果1#爐的氮氣含量較EO4302后分成兩股,一股送往低溫甲醇洗為它提供高,2#爐的氮氣含量雖然很低,但最終進入液氮洗冷量,另一股則繼續(xù)進入E04301。各自升溫后的兩裝置的合成氣氮氣含量依然較高。股合成氣再次在冷箱外混合。最終凈化氣出口有一22氮氣含量高對液氮洗的影響及分析管線連接中壓氮氣,可以通過調節(jié)氮氣量進行精配221進洗滌塔的中壓氪氣和合成氣溫度上升氮,使最終合成氣氫氮比為31出口的CO含量小我廠液氮洗裝置的操作壓力為30bar,正常操于1.0×10%。液氮洗裝置流程圖見圖1。作時合成氣的設計溫度為-1866℃,人塔洗滌氮溫合成氣度為-1866℃。氮氣含量為14%時,合成氣中氮氣中壓氯氣尾氣去合成的分壓為042bar,其氮氣的沸點為-1924℃;氮氣A043117含量為12%時,合成氣中氮氣的分壓為36bar,其氮氣的沸點為-1831℃。當合成氣中氮氣含量高時,經高壓氨冷卻器E04301過三個換熱器后冷卻后,里面的氮氣會變成液氮,F043161洗滌塔而由于氮氣變成液氮需吸收大量的冷量(潛熱),第高壓氮深冷器1E04302c04301原料氣LC043055三換熱器的換熱面積一定,必然會使合成氣人閃蒸罐高壓氮深冷器2E04303s04301C04301塔溫度會上升,使洗滌效果變差;當氮氣含Lv043055量上升時,合成氣吸收了大量的冷量,這使洗滌氮所需的冷量不足,致使洗滌氮的溫度偏高,洗滌效果變差;所以現(xiàn)在需要更多冷量來冷卻合成氣和洗圖1液氮洗裝置流程圖滌氮。如果冷量增加不能及時跟上,CO含量將超標。2合成氣中氮氣含量高對操作的影響2λ2洗滌塔和閃蒸罐液位升高,底部閥門開度增大由于合成氣是從塔底進入,合成氣中的液氮與21合成氣氮氣含量高的原因合成氣分離,從而不能達到凈化合成氣的目的,但我廠煤氣化裝置采用的是殼牌煤氣化工藝,在它卻使塔底液位和閃蒸罐SO4301的液位增加,從開車或低負荷運行時,煤粉采用氮氣輸送,當低溫而需開大兩個液位閥(LV043055和TV043065)才能甲醇洗正常運行后就會生產CO2,并通過CO2壓縮把液位排出。機壓縮后送往煤氣化來代替氮氣輸送,使其合成氣2,2,3E04302和F04303換熱器出口溫度下降中氮氣含量降低,低溫甲醇洗出口的凈化合成氣中當開大兩個液位閥(LV043055和Ⅳv043065)把氮氣含量的設計值為14%。造成合成氣氮氣含量高液位排出這樣雖可以為E04303提供更多冷量,但的原因有以下幾個方面由于換熱器的換熱能力是一定的,合成氣、中壓氮l)煤氣化低負荷運行。由于煤氣化負荷比較低,氣和凈化合成氣、尾氣不能充分換熱,這能使產生的CO2就很低,達不到CO2壓縮機最低負荷開E04302和E04303之間的溫度降低。當溫度降低車的條件,或所產生的CO2不足,不能完全代替煤到-1583℃時,冷箱就會跳車(目的是為了防止進入氣化爐中的氮氣,造成氮氣含量居高不下。EO4302的氣體帶液,也就是不可使氮氣在EO43022)煤氣化爐燒嘴不穩(wěn)。在煤氣化運行過程中,經中液化,如果這樣E04302溫度局部溫差過大而損常出現(xiàn)燒嘴異常熄滅的情況,據觀察,煤氣化爐跳壞換熱器)?，F(xiàn)在補充液氮也同樣會把E04302和個燒嘴,氮氣含量會增加2%-5%左右。E04303之間的溫度降下來而可能引起跳車。3)煤氣化爐跳車。正常情況下,煤氣化裝置應為224中壓氮氣冬季溫度偏低雙爐運行,但是由于煤氣化爐運行不穩(wěn),煤氣化爐根據林德設計,中壓氮氣的設計溫度為40℃,經常跳車,使其單爐運行,這使CO2量不足,必須要而管線并無保溫材料。夏季的溫度能達到35℃左引入氮氣進行輸送煤粉造成氮氣含量偏高。右,而到了冬季,中壓氮氣的溫度只能到10℃左右。4)1#爐對合成氨氮氣含量影響較大。在雙爐運中壓氮氣是主要的熱物料之一,如果它的溫度太行時,雖然兩臺煤氣化爐產生的氣合并到一起,但低,會使中國煤什平度降低。由實混合并不均勻,1#爐的氮氣含量直接影響合成氨裝際操作經EYHCNMHG第左右時,夏季第28卷第1期張衛(wèi)波:合成氣氮含量高對液氮洗裝置的影響分析及應對措施正常操作時E04302和E04303之間的溫度為-可以在中壓氮氣管線上加設保溫材料;同時冬季操110~-120℃左右,而到冬季,其溫度降至-12作時,應讓凈化后的冷物料盡可能多的走去低溫甲135℃。若氮氣含量升高,很有可能會導致跳車。醇洗裝置(即與F04218換熱),以保證E04302和2.2.5兩個液位閥(LV43055和TV043065)截流膨E4303之間的溫度盡可能的接近設計溫度。脹效果變差232合成氣管線上加氫氣在線分析儀根據 Joule- Thomson效應,當溫度在-180由于合成氣的主要成份為氫氣和氮氣,目前氮190℃時,μ1(氫氣的J-T系數)>μ2(氮氣的J-T系氣含量在線分析儀市場上沒有廠家供貨,所以我們數),氫氣的截流效果比氮氣要好,如圖2所示。可以在合成氣管道上安裝一個氫氣含量的在線分此外當氮氣含量上升時,閃蒸罐和洗滌塔中的析儀,這樣可以及時觀察合成氣的氮氣變化情況,氮氣含量增加,氫氣含量減少,使經過TV043065后來摸索氮氣含量和洗滌氮用量的對應關系。的截流膨脹效果不好(由實際操作經驗可知,當氮23適當提高塔壓氣含量低時閥后的溫度能到-190℃,當氮氣含量高根據相平衡原理,若完全除去合成氣中的CO時閥后的溫度到-186℃),使換熱效果降低就要求系統(tǒng)中氣相的CO分壓P大于液相CO濃度6ooN?對應下的平衡分壓P*。而且,吸收速度的快慢取決L-o于吸收推動力△P=P-P*的大小,△P越大,吸收正十速度越快。因此,如果適當提高系統(tǒng)內操作壓力,那400么氣相CO分壓變大,液氮對CO的吸收能力變強,也就是CO在液氮中的溶解度變大,這樣就會使合成氣中的CO含量減少。3結束語He20010-Pa Oo原料中氮氣含量升高,可以使液氮洗塔的液位和閃蒸罐液位升高、洗滌塔溫度升高、洗滌效果變圖2不同氣體的轉化曲線差,同時E04302和F04303之間的溫度也會下降。226分子篩順控的影響氮氣含量高對操作人員的操作有很高要求,操作工當分子篩順控用合成氣冷卻時,分子篩出口需提前進行操作盡可能將CO超標抑制在萌芽階即冷箱入口)的溫度會比其他步驟時溫度升高6~段,此時可降低生產負荷,開大Tv043065,或稍微8℃,也會使入塔的合成氣溫度升高,此時如果合成提高一點塔壓,這樣可緩解氮氣含量高對操作的影氣氮氣含量高,會加劇操作難度。響。需注意的是,無論采用何種調節(jié)手段都不能徹23應對措施底解決,最根本的解決辦法還是要保持煤氣化裝置23.1中壓氪氣管線加設保溫的穩(wěn)定運行。由于中壓氮氣隨環(huán)境溫度的變化而變化,我們+··“+“+··““+““+“+““““+““·+““+·“““+“+++天津市化工學會召開第四屆石化工業(yè)科技交流會2013年10月21日,天津市化工學會召開了“第四屆天津市石化工業(yè)科技交流會”,化工學會各會員單位的有關領導十和科技人員參加了會議?；W會多年來非常重視石化行業(yè)的技術交流與推廣工作,舉辦了多期科技交流會,今年,學會又在市科協(xié)的大力支持下,申報了“第四屆石化工業(yè)科技交流會”的項目,并得到了市科協(xié)的立項批準。幾個月來,經過策劃,部署,篩選,擇優(yōu)推薦共上報到學會57篇科技軟課題研究成果。去年化工學會首次設立了科技軟課題研究成果獎今年是成果獎第二次評十選。評分標準經過對專家打分結果統(tǒng)計及單位推薦意見,最終評出一等獎10項,二等獎10項,優(yōu)秀獎37項。學會下發(fā)了十獎勵決定,對獲獎項目頒發(fā)榮譽證書,并對一、二等獎頒發(fā)獎金,優(yōu)選部分獲獎文章在《天津化工》增刊發(fā)表,表達了學會對大家辛勤付出的肯定和鼓勵。中國煤化工交流會上,還請中石化天津分公司、大沽化工股份有限公司、天津堿廠、中鹽制場交流。CNMHG