2011年4月第34卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry合成氨裝置低溫甲醇洗系統(tǒng)改造總結(jié)張紅兵(新疆大黃山鴻基焦化有限責任公司,新疆阜康831300)摘要:介紹合成氨裝置低溫甲醇洗系統(tǒng)的改造情況,針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題提出意見,采取相應(yīng)措施,取得了較好效果。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗系統(tǒng)改造冷端溫差超濾器預洗塔除沫塔盤山西天脊煤化工集團股份有限公司的低溫甲吸收塔給料泵加壓,并經(jīng)甲醇過冷器冷卻送到硫醇洗系統(tǒng)采用魯奇工藝九塔流程,此工藝氣體凈化氫吸收塔頂部洗滌H2S、COS等雜質(zhì)。硫化氫吸化度高、選擇性好,脫硫、脫碳分段進行。凈化氣經(jīng)收塔下部第10塊塔板上的甲醇液由上塔提供去液氮洗脫除一氧化碳后進行氨的合成;回收高純塔下段預洗脫除煤氣中輕油、水等雜質(zhì),硫化氫吸度CO2氣體用于后工序生產(chǎn);回收含硫CO2氣體收塔上塔另外一股甲醇經(jīng)甲醇再冷卻器被冷凍氨用于生產(chǎn)硫酸或硫磺。20多年來系統(tǒng)運行穩(wěn)定,但冷卻后送至硫化氫膨脹塔進行再生。也存在一些問題,為此進行了多次改造,使系統(tǒng)運經(jīng)硫化氫吸收塔下塔洗滌輕油、水、萘等雜質(zhì)行更加穩(wěn)定可靠。的富硫富碳甲醇,從塔底部經(jīng)過節(jié)流進入預洗閃蒸塔兩段減壓閃蒸,脫除輕組分氣體和大部分CO1系統(tǒng)流程及存在問題氣體,兩段閃蒸氣體送到HS總管。原低溫甲醇洗11原系統(tǒng)工藝流程系統(tǒng)工藝流程見圖1從煤氣冷卻工序來的粗煤氣進人低溫甲醇洗1.2系統(tǒng)運行存在問題工序,在分離器1中進行氣液分離,進入熱交換器1)二氧化碳吸收塔頂部溫度高,最高達-53℃,中被粗煤氣/合成氣熱交換器來的冷合成氣和制平均值比設(shè)計值-62℃高出8℃,造成出口氣中冷工序送來的0℃冷凍液NH3冷卻到8℃,在分離CHOH和CO2含量偏高,后工序液氮洗裝置主換器2中再次進行氣液分離。分離后的冷煤氣經(jīng)粗熱器由于CHOH和CO2的凍結(jié),頻繁停車復熱,煤氣/合成氣熱交換器被二氧化碳膨脹塔/硫化氫影響生產(chǎn)正常進行,浪費嚴重。膨脹塔的一、二段弛放氣和液氮洗來的冷合成氣2)精洗熱交換器熱端溫差達199℃,比設(shè)計冷卻至-20℃,進入硫化氫吸收塔下段10塊塔盤值高出64℃;冷端溫差達15.5℃,比設(shè)計值高6.5進行脫除煤氣中氣態(tài)輕油和高沸點碳氫化合物等℃,使二氧化碳吸收塔的精洗甲醇溫度高達-56.87雜質(zhì)。冷煤氣在進入粗煤氣/合成氣熱交換器之前℃,比設(shè)計值高出6℃。用甲醇噴射泵噴射甲醇來降低煤氣水的冰點。硫3)粗煤氣中的萘等固體物質(zhì)在換熱器中掛壁化氫吸收塔第10塊塔盤上來的煤氣進入上段81形成阻力;低負荷時,熱交換器氨冷器出口溫度過低塊塔盤進行煤氣脫硫(HS、COS等有機硫)。脫硫時造成結(jié)冰堵塞。煤氣進入二氧化碳吸收塔進行脫除CO2,得到凈化氣。凈化氣中含CO2應(yīng)小于10mLm3,甲醇應(yīng)小于收稿日期,2010-08-20:收到修改稿日期:2011-03-16中國煤化工5,200年畢業(yè)于北50mLm3,然后234MPa、-62℃的凈化氣送到液氮京化工大學洗工序進一步脫碳。CNMHG職工,現(xiàn)在新疆大黃山鴻基焦化有限責任公司從事援疆T作。聯(lián)系電話:0994二氧化碳吸收塔塔底富CO2甲醇經(jīng)過硫化氫35123大瓦做011年第34卷4)甲醇洗工號是用甲醇在低溫下吸收變換氣醇循環(huán)的阻力和泵的正常運行,在塔盤上積存,影中的CO2、HS等,該系統(tǒng)由于設(shè)備腐蝕、前系統(tǒng)帶響傳質(zhì)效率,導致洗滌效率下降,減低了生產(chǎn)負入的催化劑粉塵等各種原因,常常產(chǎn)生許多細小荷。雜質(zhì)(腐蝕產(chǎn)物、硫化鐵、粉塵等),污染了甲醇溶每年大修檢查中,在換熱器抽芯檢查中發(fā)現(xiàn)液,這些雜質(zhì)沉積在換熱器管程、殼程,直接影響非常臟,部分塔內(nèi)降液管有堵塞現(xiàn)象,塔盤沉積了換熱器的傳熱效果和堵塞換熱器通道,增加甲物、再沸器堵塞現(xiàn)象也時有發(fā)生。二氧化碳收塔換熱器換熱器變壓吸附分離器NH3過冷器預洗塔煤氣水處理硫化氫合成氣吸收塔化碳產(chǎn)品氣熱粗煤氣合燃料氣成氣換熱器燃料氣給料泵液氨粗煤氣氣氨熱交換器變換氣分離器1合成氣甲醇再離器2硫化氫膨脹氧化碳膨脹過濾器冷卻器硫化氡煤氣水處理甲醇噴射泵閃蒸塔膨脹塔圖1低溫甲醇洗系統(tǒng)改造前后工藝流程圖中虛線部分為改造后新增加的2改造情況時發(fā)現(xiàn),由于濾網(wǎng)兩面壓差過大致使濾芯被壓扁212005年以前改造無法使用。后經(jīng)廠家修復并將壓差表更換才正常1)2005年以前改造內(nèi)容:①增加3臺精洗熱投入運行。交換器,使換熱器由原來的11臺變成14臺,滿足對脫硫甲醇和預洗甲醇增加超濾后,對低溫了生產(chǎn)需要;②增加熱交換器和分離器各1臺,在甲醇洗系統(tǒng)的影響是一個長期的優(yōu)化過程,對甲系統(tǒng)阻力增大時切換運行,處理堵塞系統(tǒng),保證生醇洗滌系統(tǒng)甲醇的凈化,尤其對預洗再生系統(tǒng)甲產(chǎn)正常運行;③增加兩組超濾器,過濾掉系統(tǒng)內(nèi)的醇水及設(shè)備的凈化效果非常明顯。目前超濾系統(tǒng)雜質(zhì),減少雜質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)的沉積,改進甲醇洗工作運行平穩(wěn)環(huán)境。超濾器的投用,對優(yōu)化工藝操作效果明顯,但2)改造后效果:①增加3臺精洗熱交換器后,濾芯的超聲波再生清洗效果不好。原設(shè)計過濾器負荷在95%以上時,二氧化碳吸收塔頂部溫度達經(jīng)超聲波清洗,濾芯所吸附的雜質(zhì)自動脫落。但在到設(shè)計值-62℃以下,優(yōu)于設(shè)計值。甲醇換熱器冷使用過程中,濾芯下部三分之一雜質(zhì)脫落,上部三端溫差低于設(shè)計值,比改造前降低7.1℃。凈化氣分之二幾乎沒有效果,被迫人工清理濾芯,費時費中的CHOH、CO2含量低于設(shè)計值,為后工序運行力,并對人體有害。消除了隱患。冷量得到有效回收,甲醇熱再生塔所超濾器應(yīng)用于低溫甲醇洗系統(tǒng)過濾雜質(zhì)完全需蒸汽減少,能耗下降;②熱交換器和分離器的投可行,對系統(tǒng)的凈化效果也很好,但超聲波再生方運消除了因阻力大造成系統(tǒng)停車的情況,為長周面的功能需要進一步改進。期運行打下了基礎(chǔ);③增加兩組4臺不銹鋼纖維222005年燒結(jié)氈濾芯超濾器;改造后過濾能力不錯,效果良中國煤化工、進行了合成氨擴好。但由于系統(tǒng)太臟,濾芯過于精細,加上系統(tǒng)壓產(chǎn)改造CNMH1500d,低溫甲差表指示有誤,投運不久濾網(wǎng)就被堵塞,卻沒有及醇洗系統(tǒng)隨后也做了相應(yīng)改造。①脫硫塔塔盤采第2期張紅兵.合成氨裝置低溫甲醇洗系統(tǒng)改造總結(jié)用河北工業(yè)大學化學工程研究所開發(fā)的CTsT立使凈化氣不達標。增加1臺脫硫預洗塔,與脫硫預體高效塔盤。第10塊塔盤改為除沫塔盤;②共沸洗段并聯(lián)運行。塔和甲醇水塔塔盤采用北京澤華化學工程有限公2)在煤氣出熱交換器后及脫硫氣入熱交換器司開發(fā)的高效浮閥塔盤;③煤氣冷卻工序(400°)煤前增設(shè)2臺氣液分離器。氣出低溫甲醇洗分離器至脫硫塔之間并聯(lián)一個分3)分離器1進出口管由d350mm改為d450離冷卻系列,增加了第一換熱器、第二換熱器、煤mm。氣冷卻器;④二氧化碳吸收塔最后一塊塔盤改為除沫塔盤,氣相出口增加氣液分離器。4改造效果2)改造后效果:①脫硫塔塔盤采用CTST立體1)增加1臺脫硫預洗塔,設(shè)計負荷為總負荷高效塔盤、第⑩0塊塔盤改為除沫塔盤滿足了擴產(chǎn)的1/3,粗煤氣量62000m'h,與脫硫預洗段并聯(lián)的需要;②共沸塔和甲醇水塔塔盤采用高效浮閥運行,設(shè)備投運后效果良好。塔盤保證了高負荷生產(chǎn)的要求;③煤氣冷卻工序改造完成后投運低溫甲醇洗系統(tǒng),當人口煤來的煤氣經(jīng)分離器分離后氣相至脫硫塔之間并聯(lián)氣量加到100%負荷即183258m3/h時,低溫甲醇個分離冷卻系列,增加了第一換熱器、第二換熱洗各處溫度、壓力、液位都在正常范圍;當負荷加器、煤氣冷卻器。確保人脫硫塔煤氣與從脫硫塔頂至104%時(19100m3h),系統(tǒng)各處溫度、壓力、液部引出一股到變壓吸附的煤氣換熱,使入脫硫塔位也處于正常狀態(tài),解決了影響系統(tǒng)高負荷運行的煤氣溫度保持在-20℃,去變壓吸附的脫硫氣溫問題,使合成擴產(chǎn)有了圓滿的結(jié)果。人口煤氣量降度25℃,滿足了后系統(tǒng)生產(chǎn)的需要;④二氧化碳吸到49%時(9.0×10m/h煤氣量),低溫甲醇洗各處收塔最后一塊塔盤改為除沫塔盤,氣相出口增加溫度、壓力、液位都在正常范圍,系統(tǒng)運行正常。且氣液分離器,減少去液氮洗的凈化氣中甲醇含量,二氧化碳吸收塔出口凈化氣的溫度由改造前的減少了后系統(tǒng)液氮洗裝置堵塞的幾率,使后系統(tǒng)62℃降到-63℃,使冷量利用更合理,操控更容易故障大大減少,延長了運行周期,操作更易控制微量超標的幾率更小,為裝置長周期穩(wěn)定運行打下了堅實的基礎(chǔ)。3兩次改造后存在問題及對策2)在煤氣出第二換熱器后及脫硫氣入第二換31存在問題熱器前增設(shè)2臺氣液分離器,解決了管線積液和1)在系統(tǒng)擴產(chǎn)運行后發(fā)現(xiàn),當?shù)蜏丶状枷慈说阶儔何綒庀嘀屑状汲瑯说膯栴}。口煤氣量加大到17.8×10m/h尚未達到設(shè)計煤氣3)分離器1進出口管由d350mm改為d450流量183258m3/h時,脫硫塔預洗段液位保不住,mm,進出口壓差由0.IMPa降到0.01MPa,消除了造成甲醇污染,使低溫甲醇洗系統(tǒng)溫度升高,微量系統(tǒng)阻力大、壓差偏大的問題。改造后的工藝流程超標,制約系統(tǒng)高負荷運行見圖1。2)到變壓吸附系統(tǒng)脫硫氣管線積液和氣相中經(jīng)過一系列的改造,使低溫甲醇洗系統(tǒng)滿足甲醇超標。了合成氨年產(chǎn)量從30萬噸擴產(chǎn)到45萬噸的需3)分離器1進出口管壓差大,高達0MP要,低溫甲醇洗系統(tǒng)實現(xiàn)高效長周期穩(wěn)定運行。裝3.2問題處理置通過擴產(chǎn)改造,進一步提升了能力,能耗指標更1)通過論證和計算,在脫硫塔預洗段現(xiàn)有塔趨合理,操作趨于優(yōu)化,操作彈性有了一定的改徑條件下,17.8×l0mh的人口煤氣量已達塔處觀,達到了增產(chǎn)節(jié)能的日的。理能力極限。由于氣流速度太高,造成液泛現(xiàn)象,參考文獻將甲醇液帶到上塔,不但影響預洗段的洗滌效果,[1荊宏鍵,王光彪,張振芳.魯奇煤加壓氣化制氨τ藝及裝置的而且污染了甲醇,造成凈化不能高負荷運行,甚至實踐與研究[M].北京:化學工業(yè)出版社,2000:284-286A SUMMARY OF RETROFIT OF RINaKaal中國煤化工IN AMMONIA PLAYECNMHGZhang Hongbing(下轉(zhuǎn)第94頁)011年第34卷NHycO2停車前系統(tǒng)NHCO2控制正常,此時,封塔時間可32停車期間系統(tǒng)H4O/CO2控制以不超過24h為宜;③如果計劃停車,停車前2~3從設(shè)備腐蝕的影響因素知道,系統(tǒng)H2O/CO2h內(nèi),已逐漸將系統(tǒng)NH√CO2控制在37~40、加空愈高,介質(zhì)對設(shè)備腐蝕性愈強。因此,停車期間應(yīng)氣量控制在指標上限3.5%,將HAO/CO2控制在指盡量減少系統(tǒng)水量,以降低系統(tǒng)H2O/CO2。在操作標下限運行,停車封塔時再保持向系統(tǒng)多送一定中注意兩個方面:①如果是計劃停車,可以適當減時間氨,這種情況下系統(tǒng)封塔一般可保持48h左少系統(tǒng)的加水量,從而達到降低系統(tǒng)H2OCO2日右;④因斷鈍化空氣停車,一般不宜封塔,應(yīng)立即的;②設(shè)備和管道沖洗時停車,應(yīng)盡量減少沖洗時作排塔處理,查明原因后重新升溫鈍化開車;⑤運間和沖洗頻率,以減少封塔期間系統(tǒng)外加水量。行中設(shè)備已出現(xiàn)不明原因的嚴重腐蝕,這種情況3.3封塔時間的確定下停車時高壓系統(tǒng)不宜封塔。每次停車時系統(tǒng)所處的狀況不同,停車后最長封塔時間應(yīng)不盡相同。每次停車后最長封塔時4結(jié)束語間要根據(jù)停車時的具體情況確定比較科學,一般高壓設(shè)備是尿素生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,只有充分從12-48h不等。具體情況如下:①系統(tǒng)因斷氨而認識和掌握尿素合成塔的腐蝕規(guī)律和影響因素,出現(xiàn)緊急停車,若停車前系統(tǒng)NH/CO2一直控制才能減緩或避免一些不必要的腐蝕情況發(fā)生。工在指標下限3.2左右運行,停車時又不能向系統(tǒng)多藝操作人員也只有在充分認識影響尿素合成塔的加氨,這種狀況下封塔時間一般不宜超過12h;②腐蝕因素之后,在正常生產(chǎn)和停車處理中才能避緊急停車,若封塔時可以向系統(tǒng)加入一定量氨,且免盲目操作,杜絕設(shè)備嚴重腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。CORROSION AND PROTECTION OF HP EQUIPMENT IN UREAPLANT WITH AMMONIA STRIPPINGWang Bin, Li Changxi, Han YanFertilizer Depf. of Zhongyuan Dahua Co of Henan Coal and Chemical Group, Puyang 457000)Abstract: The structural feature of HP equipment in urea plant with ammonia stripping is introducedthe cause for equipment corrosion and corrosion characteristics, the factors affecting the corrosion are analyzeand corresponding preventive measures and precautions proposedKey words: urea; HP equipment; corrosion; prevention(上接第85頁)ware for comparison with PDP; to optimize the working condition for the top methanol reflux under differentwater cntent and to compare the optimized data with the actual running outcome in the tower for proving dataguidance to production operationKey words: simulation; reflux; optimization(上接第91頁)(Xinjiang Fukang Hongii Coking Co, Ltd, Fukang 831300)Abstract: The retrofit of Rectisol system in ammonia pled: some comments are raisedaiming at the problems appeared in production and better effect oh中國煤化工 kKey words: Rectisol system; retrofit; temperature differendCNMHGi pre-wash tower;de-foam tray