低温甲醇洗装置的应用与分析

第3期(总第154期)煤化工No. 3(Total No 154)2011年6月Coal Chemical Industry.Jun.2011低温甲醇洗装置的应用与分析原中秋(山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司,山西临猗044000摘要主要介绍了山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司28万t/a合成氨低温甲醇洗装置的工艺流程、技术特点、主要设备等,总结了开车过程中遇到的问题及应对措施。关键词合成氨低温甲醇洗贫甲醇液净化原料气文章编号:1005-9598(201)-03-004403中图分类号:T113.2文献标识码:B山西阳煤丰喜临猗分公司氨醇系统优化与节能改造项目,采用清华大学熔渣非熔渣分级水煤浆气1低温甲醇洗工艺流程化、低温耐硫变换、3.3MPa低温甲醇洗净化、22.0MPa合成工艺,装置规模为28万t/a合成氨、8万t/a甲1,1工艺流程图醇。其中煤气化和气体净化工艺由兰州航天石化工程原料气净化工艺流程示意图如图1所示,甲醇液公司设计,2010年7月1日一次开车成功。工艺流程示意图如图2所示。原料气/净甲醇气换热器变换来原料气原料气氨冷器原料气分离器原料气/净化气COQ2产品换热器原料气/闪蒸气换热器甲醇合成卜精脱硫槽原料气/净净化气原料气/净化气化气换热器分离器/CO2产品换热器吸收塔吸收塔图1原料气净化工艺流程示意图贫甲贫/富甲气提/O2解析塔甲CO2吸收高CO2甲C吸收甲醇循环醇泵醇换热器醇/贫甲醇换热器塔上部醇氨冷器塔中部冷却器s吸收塔进料氨冷器-Bs吸收塔进料泵再生气↑CO2气贫甲醇泵}[热再生塔〖气提/C解析塔HS吸收塔塔下部尾甲醇/甲醇/水分「中压闪蒸塔分馏塔馏塔进料泵↓闪蒸汽图2甲醇液工艺流程示意图中国煤化工收稿日期:2011-02-241.2CNMHG作者简介:原中秋(1973—),男,1996年毕业于太原理工1.2大学化学工程系有机化工专业,工程师,现从事工程技术从变换来的压力3.IPa(A)、温度40℃、H2体积及生产管理。分数53.39%、C02体积分数41.66%、00体积分数0.6%、2011年6月原中秋:低温甲醇洗装置的应用与分析45HS0S体积分数2200×106、水分0.18%(饱和水)时将溶解热移出,保持溶液温度在合理的范围内。CO2的变换气,经原料气/净化气换热器和原料气/闪蒸吸收塔又分为粗洗、主洗和精洗三段。-58℃的贫甲醇气换热器后,温度降至27℃,再经过原料气氨冷器冷进入CO2吸收塔的顶部,经上塔精洗段洗涤C2后溶却至约13℃,冷却后的原料气进原料气分离器分离。液温度升高到-28℃,为保证甲醇溶液的吸收能力分离后的变换工艺冷凝液送出界区。由于洗涤是在低从C2吸收塔精洗段出来的富甲醇液,经富CO2甲醇温下进行的,为防止气体中所带的水分因冷却结冰造氨冷器冷却到-34.95℃后,重新返回CO2吸收塔主洗成管道和设备的堵塞,同时为避免水分带入系统造成段,继续吸收CO2,溶液的温度又升高到-25.89℃,从设备的腐蚀,向出变换气分离器的变换气中喷入少量CO2吸收塔主洗段出来的富甲醇液经甲醇循环冷却器甲醇,与变换气带过来的少量饱和水形成共溶溶液,使冷却到-37.24℃后,再次返回吸收塔,进入粗洗段继甲醇水溶液的冰点降低。最后变换气经原料气/净化续吸收CO2,经CO2吸收塔粗洗段吸收CO2后,溶液温气/CO2产品换热器后冷却到-28.68℃进HS吸收塔。度为-23.47℃,从CO2吸收塔底部流出。由于甲醇对1.2.2原料气中HS等组分的脱除HS的选择性吸收能力比CO2要大得多,因此,将CO2进HS吸收塔的变换气首先通过HS吸收塔的预吸收塔出来的已吸收了C2温度的-23.47℃的部分洗段,在此N、HCN微量组分被来自FS吸收塔进料富甲醇液,经HS吸收塔进料泵及HS吸收塔进料氨氨冷器的一小股冷富甲醇液经10块浮阀塔盘吸收洗冷器温度降为-34.95℃后,返回到HS吸收塔去吸收涤,出HS吸收塔的预洗甲醇液经塔底液位控制阀送HS+Cs,其余未返回HS吸收塔的无硫富甲醇液去中至热再生塔第50层塔板。压闪蒸塔上段。变换气通过HS吸收塔后,HS、COS等被来自CO2出CO2吸收塔的净化气(CO2体积分数小于20×吸收塔的富2甲醇液吸收,由HS吸收塔进料泵输106,H2S+COS体积分数小于0.1×10°,温度-58.09℃、送来的富CO甲醇液经液位调节阀调节后,送人HS压力2.94Pa)经原料气/净化气/CO2产品换热器吸收塔的上段。出HS吸收塔的甲醇溶液经液位控制复热回收冷量后,再经原料气/净化气换热器换热阀送入中压闪蒸塔下段。后,温度31.14℃、压力2.90MPa,经精脱硫槽脱除微经过脱硫后的变换气再进入C02吸收塔下段。虽量硫化物后,送往后工段然C02在甲醇中的溶解热很小,但002在甲醇中的溶解度很大致使溶液温升仍很大。当温度升高时,C02主要设备在甲醇中的溶解度会减少,不利于吸收,因此必须及主要设备一览表见表1。表1主要设备一览表设备名称主要规格材料温度/℃压力/Pa(G)HS吸收塔2400m×39760mmCO2吸收塔2800m×63205mm09MnNiDR-70/503.8中压闪蒸塔1400m×22775mm09MnNiDR1.7气提/CO2解析塔2600mm/3200mm×77270mm9MnNiDr50/-700.4(上塔)热再生塔2000mm/2800m×45685mm0.6(下塔)甲醇/水分馏塔00m×23023mm0.5/FV尾气洗涤塔2200mm/2400m×16228mmQ345R0.5/FV21塔器制造限公司产品,其设计由德国林德公司负责,实际上目HS吸收塔、CO2吸收塔、中压闪蒸塔、气提/COQ2前国内镇海石化建安工程有限公司、开封空分集团有解析塔材料均选用舞阳钢厂生产的09 MnNi DR板,由限中国煤化工制造单股流与多股山西丰喜化工有限公司制作改变了多年来材料直接流拘CNMHG从国外进口、国内制造的历史。22缠绕式换热器低温用泵共9种16台,全部选用国内制造产品,缠绕式换热器(1台)选用大连林德I艺装置有使用后效果良好。46煤化工2011年第3期24氨压缩机10(原为质量分数10×106)。氨压缩机选用国内公司生产的防爆螺杆式压缩机组,分别提供-38℃、+4℃级别的冷量。考虑液氨带3低温甲醇洗单元的气体成分有微量的油,在原设计油分离器后,再增加1台油分离器,以确保油分离器后液氨中含油质量分数≤5低温甲醇洗单元的气体成分见表2。表2气体成分一览表组分原料气/%化气/%酸性气/%CO2产品气/%H253.390.00010.650.3780.0014N25.8900.00160.550.0005流量/mh420026388.554压力/Pa(G)0.125温度/℃3184低温甲醇洗工艺优点5开车小结41甲醇黏度小、不起泡、稳定性好、无腐蚀、价格低廉。尽管本工序流程順利打通,但开车过程中仍遇到4.2甲醇沸点较低,用低压蒸汽进行再生,有利于节下述一些问题。能降耗51由于系统水联动吹除时间短,开车过程中造成43对酸性气吸收能力强(尤其是在高压低温下),贫甲醇泵进口过滤器堵塞,使泵进口口环烧坏卡死,而H2、CH4、C0在甲醇中的溶解度都很低,在再生过程返厂检修。中有效气体损失少。52开车过程中,发现一些泵的机封泄露。储罐里的44有利于HS的回收利用,保护了环境。富甲醇液封液运行约6h后,出现温度过高(70℃-80℃),机封经过再生后,从热再生塔顶逸出的体积分数4%左右先后出现泄漏,根据机封厂家(丹东克隆)要求改成水HS+CS+C2等酸性气送至催化氧化硫回收工序作冷却后,封液温度正常。为原料气,消除了含硫废气对环境的污染,得到了产53开车过程中,当温度降至-20℃时,部分不锈钢品硫。法兰与低温管焊接处发生泄漏,停车检修后隐患消除Application and Analysis of the Rectisol UnitYuan zhongqiunyl Branc,9 shanxi Yangmei Fengxi Fertilizer Industry(GV中国煤化工0nyAbstract The process flow, technical features and key equipme CNMHGkt/a ammonia plantof the Linyi Branch Company of Shanxi Yangmei Fengxi Fertilizer Industry(Group)Co., Ltd. were introduced in the paper.The problems that occurred during start-up and countermeasures that had been taken were summed up.Key words ammonia, Rectisan methanol, purification, raw gas