低温甲醇洗工段夏季高负荷运行的优化改造

Vol 28 No 9石油化工应用第28卷第9期Dec.2009PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION200年12月低温甲醇洗工段夏季高负荷运行的优化改造袁志峰,杨永才,张刚(中国石油宁夏石化公司,宁夏银川750021)要:系统的分析了合成氣低温甲醇洗工段制约夏季高负荷生产的冷量问題及处理措施,通过优化改造取得了明显的效果,进而保证了装置在101%负荷下运行。关键词:低温甲醇洗;夏季高负荷;冷量;优化措施中图分类号:Q11.21文献标识码:A文章编号:1673-5285(200109001-03低温甲醇洗工段最重要的任务之一是:制取CO2≤段冷却贫甲醇的流程为:贫甲醇集液罐4115-V4的贫10mgL,HS≤1mgL的合格净化气送往4116液氮洗甲醇通过4115-P加压后经4115-E20、E9、E21、E8冷工段,所以,整个低温甲醇洗工段总体优化方案是将甲却后入4115-C1塔进行洗涤酸性气体(见图1)。所以,醇吸收塔(4115-C1)的吸收负荷下移,进而保证4115-C14115-Em、E、Ea、Eε换热效果直接影响整个甲醇洗工塔顶的CO2微量小于10mg/L但是,进入夏季后由于段的冷量;环境温度的提高,导致为低温甲醇洗提供冷量的物料温4115-E度和冬季比较都有很大的提高,这样使得低温甲醇洗工4115-E.段贫甲醇温度上升,吸收的效果大打折扣低温甲醇洗415-C系统温度4115-1-15最高时达-18℃和最优的-1974115-E℃相差甚远,这就说明4115-C1上塔也承担吸收大量的CO2的任务,进而放出大量的溶解热使得系统温度偏HORM 4高,导致装置加负荷困难,在这种状态下,及时查找原4115-B因,并制定方案和改造措施解决了影响装置的问题,甲醇吸收塔(415-C1)的吸收负荷得到下移,进而保证了整个甲醇洗夏季保持高负荷生产。图I贫甲醇的冷却流程图甲醇吸收酸性气体后要放出大量的溶解热,溶解冷量与甲醇洗工段需要冷量的原因热将使气体和液体的温度发生变化,温度的变化又会对吸收过程产生影响。一方面因为相平衡常数不仅是冷量是在制冷中习惯的称呼,制冷就是要获得比液相浓度的函数,而且是液相温度的函数,一般来说,周围空气更低的低温,他相对于周闱空气来说就是获吸收放热使液体温度升高,故相平衡常数增大,过程的得吸收热量的动力,通常把低温物质相对于周围常温推动力减小;另一方面,由于吸收放热,气体和液体之空气所具有的吸收热量能力叫冷量。物质的温度越低,间产生温差,这样使得在相间传质的同时发生相间传数量越多,则吸收能力就越大,叫冷量越大。热。所以要及时的冷却吸收酸性气体液相,去进一步吸甲醇洗工段之所以需要冷量,是因为甲醇在低温收酸性气体(见图2)。下才能对CO2等酸性气体达到很好的吸收效果,所以因此整个甲醇洗工段冷量的优化,主要针对以上要对贫甲醇进行冷却达到吸收的要求,整个甲醇洗工两个板块中各个换热器,通过各种措施增强换热效果,收稿日期:2009-10-26石油化工应用2009年第28卷进而保证装置高负荷运行。2121投用此流程注意事项首先,确认整个甲醇洗装置运行平稳,各个塔灌的液位都在最优的控制指标之内,4115-LCV-30的阀位较小,4115-P3泵各个设备参数正常;确认空气分离、液氮洗T段运行平稳,稍开Na-1025导淋对空分、液氮洗工段并无特别大的影响其次,确认流程贯通,打开4115-E顶部至LG282连接阀门、LG-28.2气相阀门,关LG-28.2液相阀门。投用Na,注意同时开启4115-E壳侧底部鼓氮阀图2吸收酸性气体后的甲醇冷却流程门和Na-1025导淋,防止管线,设备超压,缓慢维持管线压力在08MPa2贫甲醇冷却器冷量来源及优化改造2.1.2-日常生产和停车时注意事项首先,￥415-措施LCv-30阀全开,LlCA-30维持液位上涨,调整气提氮和下游压力,LCA-30无明显下降趋势时,立即去现场确认21贫甲醇冷却器4115-E冷量的优化改造鼓氮压力,必要时降低鼓氮压力避免因LICA-30过高引211优化改造措施415-E是通过415c塔气起气提氮的连锁和下游塔灌液位过低现象的发生提解吸后的低温甲醇,给贫甲醇提供冷量,气提后的低其次装置停车时,要在第一时间将4115-F壳侧温甲醇经4115泵加压走411-壳侧,贫甲醇走底部鼓氮阀门和N-1025导淋关闭,避免41-甲4115E管程,经过换热后壳侧614℃甲醇被复热至醇窜人N∞管网发生事故。158℃管程贫甲醇从267℃冷却至-302℃。但是,22水冷却冷却器415Ex冷量的优化改造整个4115-E由于结垢等因素的影响,根本达不到给水冷却是通过蒸发散热、接触传热核、辐射传热的贫甲醇提供足够的冷量,反映在管程出口去4115-E2作用达到的,温度差成为传热的推动力。但是,进入夏的温度411-m-21温度偏高,壳侧出口去411-Em季后,由于整个CW水系统温度高,进入415E的的温度4115-m-40温度偏低。因此,及时改造41-CW水进口温度高于贫甲醇温度,这样就达不到为贫E增加换热效果让贫甲醇更好吸收解吸的冷量尤为甲醇提供冷量,为此,为4115-Ex增加旁路(见图4),重要。进入夏季将4115-Ex在线切出,避免贫甲醇的冷量通通过4115-E壳侧鼓氮增加流体的湍流程度,进过411-Ex损失。而达到了为贫甲醇提供冷量的目的,4115-m1-21的温度在鼓氮前后的温度变化特别明显。鼓氮介质压力约80MPa左右,从4116-Nm-1025管线导淋配管,经过叫4115-4115-E壳侧返回4115-LG-28.2气相入4115-C塔见图3),图中的虚线部分为新增加的管线。股入的Na介质一部分去4115-C3塔达到了解吸目的,整个解1115-E20析后的气体经过4115-K2加压入变压吸附装置。另一部分经过4115-E10后入415-C4,最终通过4115PCV-35送入火炬,对各工艺指标无大的影响。+411-E9115图44115-E20在线划出流程图23贫甲醇合成气换热器415-E2冷量的优化措施自从4116-C液氮洗涤塔顶部出来-194℃、压力755MPa的工艺气经过4116-E3为4116板式提供冷量复热至-129℃,此时工艺气体被分为两股,一股进入4116-E4A、B,另一股去4115-E2将冷量传给甲醇然后进入4115-E19、E1完成给4115工段的冷量传递图34115-E鼓氯改造流程进入4117-K1入口。因此,整个4116板式不过冷的情21.2流程维护中注意的事项第9期袁志峰等低温甲醇洗工段夏季高负荷运行的优化改造93况下,尽可能的开大4116-TCV-19,进而降低整个4115C3塔气提氮温度4115-11-38正常情况下在4116板式温度,更有利于为4115工段提供冷量。经过10℃左右通过改造4115-T1-38最低时达-208℃,整优化将416-TCV-19温度控制在-189℃时,对于整个415系统温度4115-T1-15等都有所下降。具体改个41154116工段最优的工艺温度。造的措施为:从411131底部HC-806引一部分压力与4115-C3压力相当的液氮,补入4115-C3塔气提氮3降低4115-C3塔气提氦温度的改造管线中(见图5),图中的虚线为新加管线,其中12措施阀门为新增加阀门,3为气提氮管线低点导淋。气提是一个物理过程,气提原理就是亨利定律,它采用一种气体介质破坏原气液两相平衡而建立一种新415的气液平衡状态,使溶液中的某一组分由于分压降低而解吸出来,从而达到分离物质的目的,通过控制气提介质的量可以控制气提程度。在415-C3塔中冲入氮气提氮自空分气后二氧化碳的分压就降低,二氧化碳就析出了。同时,放出了大量的解吸冷量。进入夏季气提氮流量最优4111s1的情况下,通过降低气提氮的温度,从而使整个4115C3塔各个介质的温度降低,为415-E8、E贫甲醇提供更大的换热推动力图5降低气提氪温度的改造流程表1气提氮投用前后各量要温度的变化4115-T-38(℃)4115-T1-19(℃)4115-T1-15(℃20096281807(投用前)-57111.592009-6-281907(投用后)009-6-282007(投用后)-140720096-2821:07(投用后)17814.320096-282207(投用后)18.558614644增加氨冷却器换热效果的措施5结语进人4115工段氨冷却器液氨的压力为031MPa装置高负荷连续生产,不仅要合理的能量平衡,更温度为-15℃C,氨冷却器气氨压力为082MPa温度需要抓住装置核心进行低成本的技术改造和高效优为-38℃当4118-K1工艺气入口压力上升时,4115各氨冷却器壳侧的压力也将上升,造成液氨的饱和蒸汽化。通过415-E壳侧鼓氮,增加流体的湍流程度、压上升,蒸发量减少蒸发温度升高使其与甲醇的温415-E2工艺介质的优化4115E切出、415-C塔差减小降低了传热量,使甲醇冷量减少,温度上升。所补入液态氮、提高41k1负荷增加氨冷却换热效果以,在氨冷却器满负荷65%液位运行的情况下,降低等措施优化改造取得了明显的效果进而保证了装置4118-K1的压力也就为4115T段提供更多的冷量。通夏季高负荷运行。过减少氨冷却器的(4111-E1切出)用户和联系动力降低水温的措施达到了降低418-K入口压力的措施,参考文献甲醇洗系统温度411-∏-15的下降效果也较明显(见[1]刘家璞、分离工程[M](第二版)北京:化学工业出版社表1)。2000.2.表24l-E后个重要参数变化表[2]中国石油宁夏石化公司一化肥合成氯装置流程图4ll1-El状态4180ukPa)415n15℃)[3]王树仁合成氨生产工[M(第一版)北京:化学工业出版切出前13.2社,20052.切出前切出后切出后15.715.3