解析气入气化炉流量波动的原因及解决方法

Vol.32 No.12石油化工应用第32卷第12期Dec.2013PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION2013年12月解析气人气化炉流量波动的原因及解决方法杨天冈(中国石油宁夏石化公司,宁夏银川 750021)摘要:焦炉气综合利用是一项改善环境,提高资源利用率的有益项目,通过对造成解析气流量波动原因的分析,相应解决措施的实施,解决了解析气流量波动问题,实现了解析气稳定并入,保证了装置安全稳定运行。关键词:焦炉气;解析气;气化炉;液氮洗尾气;脱硫罐doi:10.396/j.sn.1673- -5285.2013.12.029中图分类号:TQ546文献标识码:B文章 编号:1673- -5285(2013 )12-0115-03内蒙古乌海市焦炭企业众多,生产过程有大量焦主要组分取 2013年实际值(NG 配气站取样点A1,取炉气产生。焦炉煤气利用率很低,一般被送 至火炬系统平均值):体积百分比。燃烧放空或者直接排放。排放的焦炉气中含有萘、苯、银1 天然气组分表(g/m')焦油等有毒有害物质,其排放量超出了国家排放标准CH,CH。CO2N2HzH2O数千倍,严重影响了当地居民及周边城市环境。焦炉气94.3409 3.223636 0.6118 0.6618 1.264 5252中又含有H2、CH4.CO.CO2等,H2含量为50 %~60 %，1.2 液氮洗尾气组分CH4含量为25 %~30 %,热值为4 041 kcal/cm',是合成化肥一厂合成氨装置脱除CO利用液氮洗，其中氨的好原料。为提高资源利用率,改善环境,缓解化肥液氮洗尾气中含有一 部分CO.CH,等有效气组分。将装置天然气供应不足的矛盾,宁夏石化公司2011年启液氮洗尾气通过压缩机4116-K2提压后,送天然气压动焦炉气综合利用，用焦炉气部分替代天然气作为生缩机入口, 与天然气混合后,替代-部分天然气作为气产合成氨的原料气。化炉的原料之- - 。随进气化炉原料气组分的变化，液氮焦炉气分离岗位的主要任务是将来自乌海来峰站洗尾气组分变化较大,设计指标(见表2、表3)。的3.0 MPa的焦炉煤气,采用变压吸附技术将其分离表2液氮洗尾气组分设计指标(体积/% )成富氢气和富甲烷气(解析气),富氢气通过加氢催化平均值COHH2Al脱氧等压干燥得到高纯度产品氢气，经压缩机提压后1.1-8.145.192.7919.396.8331.80作为合成氨的原料气和燃料气。表3液氮洗尾气组分实际指标(体积/%)|末站制氢高家S脱氢产品寒氢压机8.OMPs 二化CO .CH1.1~8.134.7710.048 2.7919.65642.7353.0MPa解析气压缩机4.2MPe。1.3解析气组分图1装置流程框困解析气是从乌海送来的焦炉气,经过PSA变压吸1进气化炉三股原料气及简要流程附分离出氢气后,剩余部分。将解析气通过解析气压缩机4120 -K3/K4提压后,送天然气压缩机人口,与天然1.1天然气组分气混合后,替代一部分天然气作为气化炉的原料之一。天然气是宁夏石化合成氨的主要原料气，天然气解析气主要组分( 见表4)。中国煤化工YHCNMH G*收稿日期:2013-10-23116石油化工应用2013年 .第32卷表4解析气组分表1.4进气化炉简要流程序号组分名称单位值从界区来的主原料气天然气,压力2.5 MPa,温度H2%(V)16.7540 C;41 16-K2来的液氮洗尾气,压力3.8 MPa,温度CH443.3640 C;焦炉气解析气4120-K3/K4,压力3.5 MPa,稳定8.640 C;将以上三股物料汇合后直接进人天然气压缩机017.344112-K1/K2进行提压,提压到9.4~10.6 MPa,进入气CO28.76化炉进行反应(见图2)。CHN5.102气化接入焦炉气存在的问题D20.00H2O10.00从启动焦炉气项目,到设备安装历时- -年多,到合计100.002013年4月完成了装置的稳定试车运行。分别向用户[天然气x-4112-KI1K2D4112-V17A4112-V17B4116PICA20A4112FCV21244116-K24120-3K4 ]图2进气化炉流程图-套,二套输送产品氢气,解析气,由于提压输送设备炸的危险; 后进入CO变换炉使变换炉内的变换触媒为往复式压缩机,输送介质有其固有的脉冲性。化肥一过氧超温,使触媒烧结失去活性。CH含量过高:- -是厂气化炉接入原料气有三股，单台气化炉100 %的负气化炉反 应生成大量的碳黑,生成有效气减少,合成氨荷下,主气量天然气接入量为17 838 m)/h,液氮洗尾气产量下降, 资源浪费;二是生成大量的碳黑随工艺气进稳定接入量为500m0m,解析气接入量般为2500m'/h。 入 co变换炉包裹,堵塞变换触媒,使其活性下降,变解析气接入后,出现流量大幅波动,波动幅度最大在换率下降;三是过 量CH进人后系统净化工段,增加了1 000 m/h左右,流量的波动造成入气化炉总流量的甲醇洗, 液氮洗负荷及板式换热器堵塞等危害。大幅波动。化肥- -厂 -气化岗位气化炉造气原理为德士由于焦炉气并人气化炉流量大幅波动，焦炉气装古气化炉，气态烃非催化部分氧化法,原料气氧气、蒸置运行不稳定 ,气化炉频繁的接人退出解析气，以及焦汽在一定的配比下在气化炉内在1 200~-1 350 C的高炉气装置跳 车的紧急处理，使气化炉频繁的处于过氧温条件下反应。由于流量的大幅波动及三股气体组分及阴烧中， 给装置的安全稳定运行埋下了重大安全隐有很大不同，使气化炉出口主要控制指标CH,无法控患。 2013年5月25由于气化炉过氧,发现4112-F1-3制在0.5 9%-1.5 %正常范围内,上下大幅波动,CH最低顶部大盖温度高达 460 C,进行了紧急停车处理,检查降至0.2 %,最高超出CH,表最高指示值2.17%。CH4顶部炉砖毁坏严重:6 且413-F1-1 停车,检查顶部炉含量过高或过低对生产装置的安全稳定运行都有很大砖同样损坏MH中国煤化工三成大量炭黑带人的危害。CH4过低会使气化炉出现过氧现象,气化炉超4114-R1COCNMH. G反应活性大幅下温在,直接威胁气化炉的安全稳定运行和使用寿命;其降, 出口co含量控制指标超标，为了控制指标的合次过量的氧气进人后续的碳黑洗涤塔4112-C1,有爆格,将变换触媒的温度相比以前提高了5 C运行。.