第5期中氦肥2015年9月M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progresssep.2015低溫甲醇洗裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決劉致強(qiáng),董睿敏,郭曉鵬(陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司,陜西渭南714000[摘要]陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司三期400kt/a甲醇項(xiàng)目合成氣凈化采用大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗工藝,簡(jiǎn)述其工藝流程,重點(diǎn)介紹幾項(xiàng)為優(yōu)化裝置性能實(shí)施的技術(shù)改造或處置措施。[關(guān)鍵詞]低溫甲醇洗;H2S;CO2;甲醇循環(huán)量;氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥;循環(huán)氣壓縮機(jī);碳銨結(jié)晶中圖分類號(hào)]TQ223.121[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B[文章編號(hào)]1004-9932(2015)05-0053-03陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱已成功解決了多項(xiàng)制約生產(chǎn)的瓶頸問(wèn)題。以下重渭化集團(tuán))三期400k/a甲醇項(xiàng)目包括6.5MPa點(diǎn)對(duì)其中幾項(xiàng)具有典型意義的技術(shù)改造或處理措德士古水煤漿加壓氣化、低溫甲醇洗凈化、卡薩施作一介紹。利甲醇合成等工序,于2011年3月12日一次試車(chē)成功,產(chǎn)出AA級(jí)甲醇產(chǎn)品。其中,低溫甲醇1工藝流程簡(jiǎn)介洗工藝選用大連理工大學(xué)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專渭化集團(tuán)低溫甲醇洗裝置變換氣的設(shè)計(jì)處理利技術(shù)工藝包,已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。渭化集團(tuán)量為191043.3m3/h(干基),操作彈性為50%三期甲醇項(xiàng)目低溫甲醇洗裝置經(jīng)過(guò)3a的運(yùn)行,~110%,同時(shí)鑒于甲醇合成工藝不需要大量高純度CO2,為降低運(yùn)行費(fèi)用,故取消了CO2洗滌[收稿日期]201503-18塔,采用5塔流程(如圖1),5塔即甲醇洗滌塔作者簡(jiǎn)介]劉致強(qiáng)(1987-),男,山東臨沂人,助理工程師,C7601、H2S濃縮塔C7603、甲醇再生塔C7604碩士,從事煤基甲醇生產(chǎn)。甲醇/水分離塔C7605和尾氣洗滌塔C7606。再生系統(tǒng)的氣相管線中會(huì)出現(xiàn)碳銨結(jié)晶,造成熱對(duì)工藝、設(shè)備的優(yōu)化改造,特別是管道振動(dòng)的消再生系統(tǒng)復(fù)熱,導(dǎo)致甲醇損耗較大。低溫甲醇洗除及酸性氣中H2S濃度的提高,消除了系統(tǒng)運(yùn)系統(tǒng)排氨原設(shè)計(jì)為,經(jīng)水冷器后回流液罐液相排行的安全隱患,滿足了克勞斯硫回收系統(tǒng)對(duì)酸性氨,排氨效果不好,且甲醇損耗較大。整改措氣濃度的要求,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益,系統(tǒng)運(yùn)施:將低溫甲醇洗系統(tǒng)排氨改為高溫氣相排氦,行也更加穩(wěn)定。由再生塔頂氣相入水冷器之前,引一股氨含量較高的酸性氣至水冷器,冷凝后的液相去二期精餾[參考文獻(xiàn)]甲醇油貯槽,氣相并入酸性氣中去硫回收閥前[1]吳秀章.煤制低碳烯烴工藝與工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)送入硫回收系統(tǒng)。排氨點(diǎn)改變后,循環(huán)甲醇中氨出版社,2014:129-168含量得到有效控制,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,甲[2]唐宏青.新型煤化工技術(shù)前沿[M].北京:中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)醇消耗明顯減少出版社,2014:125-132通過(guò)上述優(yōu)化調(diào)整后,系統(tǒng)甲醇消耗降至[3]杜兆海,胡慶彪.低溫甲醇洗氣體凈化工藝及其技術(shù)研究1.4kg/t(甲醇)左右,但與設(shè)計(jì)值還有差距。[J].河南化工,2011(10):3-64]賀可順,范明智,周遠(yuǎn).低溫甲醇洗技術(shù)在煤制甲醇項(xiàng)3結(jié)語(yǔ)目中的應(yīng)用[J].大氮肥,2010(6):402-404[5]張國(guó)民,楚文鋒,耿恒聚.低溫甲醇洗工藝的研究進(jìn)展與大連理工大學(xué)的第一代低溫甲醇洗工藝,與應(yīng)用[J].化學(xué)工程師,2010(10):31-33林德、魯奇低溫甲醇洗工藝相比,雖然在能耗及[61趙鵬飛,李及其在煤化工工藝運(yùn)行方面還存在一定的差距,但我公司通過(guò)中的應(yīng)用[中國(guó)煤化工-248CNMHG中氮肥第5期E7614克勞斯氣E7613V7606E7612V760FV76056d+(6C7607603BE760H7609c767600K7601圖Ⅰ低溫甲醇洗工藝流程簡(jiǎn)圖來(lái)自5°或6″氣化爐的粗煤氣經(jīng)變換后進(jìn)入為130~140m3h,凈化氣流量為80000m3/h低溫甲醇洗裝置,與來(lái)自循環(huán)氣壓縮機(jī)K7601在低溫甲醇洗裝置的設(shè)計(jì)中,進(jìn)C7601Ⅰ塔的循環(huán)氣混合后噴淋少量精甲醇,一并進(jìn)入原料頂?shù)难h(huán)甲醇管線選用DN300,并安裝1套氣冷卻器E7601殼程,與管程的2股冷物料換DN200的法蘭式氣動(dòng)蝶閥FV7605。然而,由于熱,隨后進(jìn)入1水分離器V7601;分離后氣相進(jìn)氣動(dòng)蝶閥的工作特性,甲醇循環(huán)量極易發(fā)生大幅入甲醇洗滌塔C7601下塔,液相去甲醇/水分離度波動(dòng),尤其在系統(tǒng)開(kāi)車(chē)及加減負(fù)荷期間,嚴(yán)重塔C7605。在C7601中,粗煤氣與-64℃的低影響了對(duì)凈化氣組分的調(diào)整,最終導(dǎo)致甲醇合成溫甲醇進(jìn)行逆流傳質(zhì),最終使氣相中的硫化物和工序?qū)鈺r(shí)間延緩或惡化其運(yùn)行工況。對(duì)此,渭CO2含量分別降至0.1×106和4%以下,以滿化集團(tuán)在FV7605處設(shè)置了1條DN100旁通管足下游甲醇合成工序的要求。吸收硫化物和CO2線,并配置1套調(diào)節(jié)靈敏的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥后的富甲醇,經(jīng)!循環(huán)氣閃蒸罐V602和2循(HV7610),如圖1中A所示。如此改進(jìn)后,可環(huán)氣閃蒸罐V7603的減壓閃蒸、HsS濃縮塔通過(guò)FV7605和HV60對(duì)甲醇循環(huán)量進(jìn)行雙重C7603的低壓N2汽提,最終在甲醇再生塔調(diào)節(jié),提高了甲醇循環(huán)量調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性和可控C7604中進(jìn)行熱再生,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。C7604塔性,確保了最終凈化氣的品質(zhì)。頂?shù)脑偕鷼庠贖2S濃度達(dá)到25%以上時(shí)進(jìn)入克圖2為技改前后系統(tǒng)正常運(yùn)行的某24h內(nèi)勞斯硫回收裝置,副產(chǎn)高品質(zhì)硫磺。實(shí)際甲醇循環(huán)量的對(duì)比(設(shè)計(jì)甲醇循環(huán)量為1352運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決→技改前2.Ⅰ甲醇循環(huán)量波動(dòng)大在低溫甲醇洗裝置甲醇洗滌塔C7601中,138主要通過(guò)調(diào)節(jié)甲醇循環(huán)量(H7605)控制出塔頂36凈化氣的組分,以滿足下游甲醇合成工況的要求。134同時(shí),循環(huán)甲醇與變換氣的流量比對(duì)低溫甲醇洗系統(tǒng)的冷量平衡也產(chǎn)生一定的影響。在5”或6“氣化爐單臺(tái)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),進(jìn)C760的變換氣流量中國(guó)煤化工般為140000m3/h,與其相對(duì)應(yīng)的甲醇循環(huán)量CNMHG對(duì)比第5期劉致強(qiáng)等:低溫甲醇洗裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決55·2.2循環(huán)氣壓縮機(jī)K601入口壓力調(diào)控靈活性差對(duì)NH2的汽提不夠徹底,進(jìn)而導(dǎo)致其在熱再生K7601是低溫甲醇洗裝置的關(guān)鍵設(shè)備,可將甲醇中生成(NH4)2S,腐蝕C7604,同時(shí)來(lái)自甲醇洗滌塔C7601的含硫及不含硫富甲醇(NH4)2S還可伴隨循環(huán)甲醇進(jìn)入C7601,并在閃蒸出的CO和H2進(jìn)行回收,并送至原料氣冷此分解、釋放出H2S,或引起凈化氣的硫含量卻器E601前工藝氣主管線,以重新進(jìn)入系統(tǒng),超標(biāo)。鑒于此,為確保裝置運(yùn)行正常,公司采提高裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。據(jù)統(tǒng)計(jì),在變換氣流量取了以下優(yōu)化控制措施:嚴(yán)格控制熱再生甲醇為140000m3/h時(shí),K7601可回收約200m/h中NHl3含量低于20mg/L;在進(jìn)入E7614管程的工藝氣,工藝氣的主要成分為CO和H2的酸性氣中NH3達(dá)到一定量后,通過(guò)E7614旁在系統(tǒng)運(yùn)行中,K7601人口壓力主要受循環(huán)路管線直接將其排入硫回收系統(tǒng);調(diào)整洗氨水氣閃蒸罐V7602和V7603內(nèi)富甲醇閃蒸過(guò)程的量,減少變換氣攜帶的NH13;定期對(duì)C7604塔影響,一般維持在1.75MPa,且此壓力條件有頂水冷器E7612和E7613進(jìn)行復(fù)熱操作,以脫利于富甲醇中CO和H2的閃蒸。為調(diào)控K7601除E7614管束內(nèi)的銨鹽結(jié)晶;在一定條件下,入口壓力,確保其順利開(kāi)車(chē)及安全運(yùn)行,渭化集可將V7605中的液相直接排至廢液收集槽,使團(tuán)在E7617殼程與入Ⅵ7602液相管線之間新增其不進(jìn)入C7603,避免系統(tǒng)NH3的富集。然而,了1條DN25的配氣管線,可將5.04MPa的凈在系統(tǒng)開(kāi)車(chē)初期或補(bǔ)充新鮮甲醇后,可適當(dāng)減化氣部分引至K7601人口。實(shí)踐表明,上述新少洗氨水量,增加進(jìn)入系統(tǒng)的NH3,以調(diào)整系配管線可保證K7601開(kāi)機(jī)正常,并使其運(yùn)行穩(wěn)統(tǒng)甲醇溶液的pH在8-10,減少設(shè)備及管道的定。然而,在實(shí)際操作中,通常的做法是現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)腐蝕。關(guān)此管線上的手動(dòng)截止閥,由于調(diào)控靈活性較綜上所述,筆者大膽提出設(shè)想,可新增1條差,不僅延長(zhǎng)了K7601開(kāi)機(jī)前的調(diào)壓時(shí)間,而DN40管線,將P606A/B出口物料(t=30℃)且易造成運(yùn)行中其入口壓力調(diào)整的滯后。為此,部分引至酸性氣去V7606管線,并使其以霧狀渭化集團(tuán)在上述配氣管線的基礎(chǔ)上,又安裝了1形式分散于酸性氣中,如圖1中C所示。若此,套DN25的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(HV7609),如圖1中B可將C7604塔頂酸性氣中的水分更多地截留于所示。改造后,可通過(guò)中控DCS在線調(diào)整V7606中,從而阻礙碳銨的生成,減少硫回收管K701人口壓力,優(yōu)化了其開(kāi)機(jī)及運(yùn)行環(huán)境,并線的堵塞。目前,該項(xiàng)措施還有待公司相關(guān)部門(mén)確保了V7602和V7603中富甲醇閃蒸工況的穩(wěn)的考證。定以及系統(tǒng)冷量的平衡。2.3硫回收管線易堵塞3結(jié)語(yǔ)來(lái)自氨洗塔的變換氣含有一定量的NH3,隨渭化集團(tuán)在確保三期400kt/a甲醇裝置變換氣一起進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng),在經(jīng)噴淋甲醇安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行的同時(shí),注重科技洗滌、E7601冷卻以及V7601分離后,其中一部創(chuàng)新,加強(qiáng)技術(shù)改造,上述技改項(xiàng)目或處置措施分隨氣相進(jìn)入C7601,另一部分則隨液相進(jìn)入甲的實(shí)施,大大提高了甲醇裝置的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)醇/水分離塔C7605。在C7601中,NH經(jīng)低溫效益;同時(shí),伴隨全廠工藝氣管網(wǎng)的聯(lián)通,不僅甲醇吸收后進(jìn)入甲醇再生塔C764,并在此被甲保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,還提升了整個(gè)裝置的操醉蒸氣汽提,但其大部分又被塔頂回流液吸收,作彈性僅小部分隨酸性氣依次進(jìn)入硫化氫餾分冷交換器E7614和硫化氫餾分氨冷器E7613,直至溫度降[參考文獻(xiàn)為-33℃,經(jīng)酸性氣分離器V7605分離后,幾乎全部以液相的形式返回H2S濃縮塔C7603。雖[1]唐宏青.低溫甲醇洗凈化技術(shù)[J].中氮肥,2008(1):然最終僅有少數(shù)NH3留存于酸性氣中,卻易在E7614管束中生成銨鹽結(jié)晶,造成熱再生系統(tǒng)壓[2]王學(xué)軍,喬洪凱,郭曉鵬.低溫甲醇洗裝置試車(chē)問(wèn)題分析及解決措-35差增大,甚至堵塞設(shè)備和管道。此外,若NH[3]原中秋中國(guó)煤化工,煤化工,不斷累積于低溫甲醇洗系統(tǒng),會(huì)造成C7604中2011(3)CNMHG