净化甲醇洗影响高负荷的原因分析及对策

第27卷第2期石油化工应用Vol 27 No. 22008年4月PETROCHEMICAL INOUSTRY APPLICATIONApr.2008净化甲醇洗影响高负荷的原因分析及对策刘全,孙涌(中国石油宁夏石化公司宁夏银川75006)摘要:宁夏石化公司一化肥合成氯装置净化甲醇洗工号由于运行时间较长,长期没有进行彻底的检修、清理系统内的残渣造成塔、罐、塔盘、塔板、换热器等设备堵塞严重,捩热效果差,腐蚀程度加剧彯响合成氯的高负荷生产,制约着合成敷高负荷运行,生产能力下降。气化炉虽在10×10负荷,但是415工号的负荷却只有92×103,剩下的工艺气由联醇装王消化。使尿产量达不到预期值无法满足裝重的满负荷生产。通过对甲醇洗彩响高负荷的原因进行分析检修部分设备和技术改造使其满足了高负荷的需求关键字:溶解度;冷量;摩尔分数;微量;鼓氮中国分类号:TQ41421文献标识码B文章编号:1673-5285(20802-0083-04来至气化工号的工艺气,通过4114-6水冷器得合成氨产量和二氧化碳产量不能达到系统最佳状后进入4115甲醇洗工号。由于在目前天然气压力流态。氨碳比不平衡氨库液位上涨较快尿素产量达不量充足的前提下,而甲醇洗系统始终难能维持高负荷到预期值,无法满足装置的满负荷和公司制定的生产运行,系统的平均负荷一直在95×102以下见表1。使任务。甲醇洗工号成为了制约高负荷生产的主要原因。衰1不同月份的装置负荷年月2006520073200752007.7200782007,1原料(天然气)90.558997878386792原因分析的硫化物组分。二者相比,同样的出4114-S-1402的硫化物,在200g与100×102负荷下,有利于HS的21甲醇洗系统脏溶解而不利于CS2的吸收造成AP-12T超标。2.11设备未检修造成甲醇洗装置至从2003年大进入2007年3月气化负荷在95×102,工况较平修后,4年来未进行彻底的清洗。系统由于机械杂质、稳但AP-12-直超标通过调节415-FCV-6阀位触媒灰、炭黑沉积,使得换热器堵塞严重,换热效果差,发现FCV6开的越大见表2,415-V3的T越髙,说加之部分塔、罐、塔盘、塔板长期未进行检修,腐蚀程度明4115-CⅠ脱硫段Ts上移。脱硫段脱硫不利,指标超加剧,气液分离效果差影响高负荷生产。标。正常指标4115AP-12Ts≤14×1062.1.2415C4(甲醇再生塔)再生不好系统脏,使得2甲醇再生吸收不好,自2007年2月22日开始在工况pv6AP5AP-12V4很稳定的情况下,非操作原因,AP-12S时常超标。阀位(×10)(x10°)21.34115-C5(甲醇/水分离塔)精馏效果差4115-C5塔24×13.2差时常满量程使系统甲醇中水含量增加使得装置温26×0度高吸收能力下降使装置难以维持高负荷。27×1022HS组分由CS2组分代替15×10自从使用以天然气为原料以来,由于4114-R1触媒必须在有HS的环境下才能运行,增加了CS2添加3×10-22.2装置。组分的改变对于411-R1触媒来说运行较稳从清出的机泵杂质看杂质不是很多但滤网上有定但对于甲醇洗装置却难以维持。油状物将滤网糊住,导致滤网堵。这一现象可以判断HS、cS2在甲醇中的溶解度随着压力的增高而增为有CS2的存在。系统内的CS2是以油状形态存在到高。CS2在甲醇中的溶解度与温度有关降低温度有利了净化后不能被吸收,日积月累,流到了各塔罐的底于HS、CS2在分子分数的增加。但CS是溶解度最低部造成AP-12T超标。·收稿日期:2008-02-15石油化工应用2008年第27卷23冷量的不足过冷凝而形成真空,只有真空在操作参数值以下才能231循环冷却水的不足近年来,合成氨系统进行保证压缩机做功平稳和功率最大如真空较高就会导了较大的技改。新增加了一套联醇装置,4115二氧化致机组喘振,从而使得气氨不能压缩致使4115-E碳回收新增411-K2、K3K4等设备,使得匹配的原E5E13的闪蒸氨气压力高进入三台氨冷器内的液氨设计能力的循环冷却水明显不足,对于夏季的高负荷不能及时气化造成设备内的交换介质不能及时将自影响较大,对于维系整个系统的冷量来源不足,使系统身热能带走,而直接影响溶解热的释放。使得甲醇洗循负荷处于95×102以下的临界状态,从而影响净化甲醇环中热容的累积加剧,分子间的吸附力减小溶解气增洗的低温环境显现出冷量不足加,不能完成洗涤过程,造成指标的超标,负荷降低231氯冷不足循环水的不足影响411-K1大机组24原料天然气含量的改变运行。由于压机透平的工作原理要求其末端蒸汽需经原装置为渣油工艺气化,4114触媒变换后的工艺表3原料不同时的工艺气比较H(×102)co(×10-)co3×10)Ar+N×10)HS(×102)F(Nmh)t(℃)PMPa)原料(渣油)6269250430.131245217.78原料(天然气69862.326.18850.0041085417.67气进入净化洗前有充足的二氧化碳含量,这样使得净这就使低温甲醇洗的系统温度将上涨较多,使原本薄化能够获得较充足的二氧化碳解析并释放出冷量。所弱的工况更是雪上加霜。以净化洗涤效果进行得很彻底、很理想。油改气后二化碳较前含量有大幅度的减少(见表3这就使得3对策及措施甲醇洗所需的从二氧化碳中解析而来的冷量不足重制约高负荷的生产31提高系统压力2.5414-E6换热器结垢严重,隔板泄露,使得进入311l提高压力有利二氧化碳溶解度的增加,对提高甲醇洗的工艺气温度4114-1-29高出设计值3~5℃净化甲醇洗系统负荷操作有很重要的作用和意义表4SCO2在甲醇中的溶解度(NM)X在甲醇中的摩尔分数-325℃706C787CKPa13.3210900016710.003915.74002225.740.0363.27001249480.06683340.105.3700080019001990.280.1148.3500120.030.0311425231.13025由表4可以看出,提高压力有利于提高系统的通过提高4116PC-18的压力来控制系统压力CO2在甲醇中的摩尔分数。使得CO2先在甲醇中多溶·表5可以看出每提高0MPa的压力,不同温度下的解,之后到后系统低温下解析从而获得较多的冷量。CO2溶解度也相应的提高。只要在设备能力范围内提表5加压下二氧化碳的溶解度高压力有利于更好的增加设备的使用效果,又有利于压力-26C-30°℃-36°℃-45/℃-60℃s100蒸汽的节约和整体物耗的下降。3.1.2提高压力有利于HS、CS2的洗涤提高压力17623.735.9使得系统中的HS、CS2含量和T都有明显的下降趋02362389498726159774117.03214势。由表6可知,随着压力的升高,甲醇对系统的HS、CS有很好的溶解吸收作用使得HS、CS2溶于甲醇的0.726937570770分子分率相对增加。2期刘全等净化甲醇洗影响高负荷的原因分析及对策表6XHS在甲醇液中的分子分率K—亨利系数OrC15C-25CP/(MPa)P/(MPa)K0092L.74020.16512.120.220.10.23033182034031140.339170.7516.60420.367310.80.44040580.495.87100.8411.90.58066提高压力对甲醇洗操作带来许多方便,变化直接32对4114E6进行检修反映在系统的温度下降,二氧化碳产量的增加。通过检修,将4114-E6隔板漏洞处理正常,并进313提高压力有利于ARA-1(x106微量的控制,行管程机械清洗,使得出换热器的工艺气温度由原来的415-ARA-1分析从工号出去的二氧化碳含量。正常40℃降至28℃以下。这次检修还将4114PCV3阀漏点指标CO2≤10×106进行了处理相当于给净化甲醇洗工号增加2×102的负表7不同压力对微量和温度的影响荷,同时系统负荷加至原来的98×102以上项目/时间0:0011:0017:0021:002:0033清洗4115-C52007年3月7日,4115-C5进行了化学清洗。投T1-15(℃)-127-11.2-10.1-99-101PC-18(MPa)7.0357.045701970037.015用后,塔差由检修前的21kPa下将至1kPa,4115FICA-12量可加至15m沿h。4115-FCV-15阀位也开至ARA1×10)4985:7812109103967×102,415-FCcA-13蒸汽量可增加到120g以从表7知提高压力能较好的控制进人4116分子筛上清洗效果明显。AP-22水含量也由清洗前的08的微量4115-ARA-1,同时在微量下降时可相应的减少09×102逐渐下降。使得系统循环甲醇品质得到了提甲醇的循环量,使单位体积下的甲醇能更好的对气体进高有利于甲醇的吸收。行吸收从而释放出二氧化碳使循环系统温庋降低。34对411-E9-12进行鼓氮操作表82007年7月鼓氮前中后的4115-E9温度对照日期m-21rCT1-23/℃T-15℃T40℃FRCA-1/(Nm/h)FRCA-9(Nmh)7月21日鼓氮前41.6-94956577月22日鼓氮中4781004137月23日鼓氮后5.645412.134101016151针对工况的分析,4115-E9换热器影响流体介质氮前中后几天的对照,4115-E9换热效果明显。工艺气换热效果最多,在不进行停车检修的前提下决定对换流量4115-FRCA-1增加,甲醇循环量4115-FRCA9热器进行在线鼓氮操作,目的是通过氮气将立式换热减少。这样使得整个净化甲醇洗工号的所有温度都器底部的残渣进行搅拌,并将附着在换热管束上的残有较为显著的降低。从T-23(出4115-E9去4115-C1留物吹掉,之后随着4115-P3的甲醇流动将残渣带出。温度)、m-15(出411-C1精馏段去E6甲醇温度)、T同时也增加了甲醇流速提高了换热能力。鼓氮停止后21(出4115-E9去E21甲醇温度)、T40出4115-E9系统温度上升较快,由此可见鼓氮操作更利于4115-去E20甲醇温度)几个温度点说明了鼓氮操作的重要E9的换热降低了系统的温度。通过表8可以看出鼓从而解决了制约着高负荷生产的瓶颈问题。现在通过86石油化工应用2008年第27卷连续鼓氮操作使4115系统负荷达到了10×1012TAP-7微量超标极少。单耗物耗都明显下降。满足了生产的需要。促进了安稳长满优生产。4结论参考文献:净化甲醇洗工号通过技术改造进行鼓氮操作,将[]宁夏石化公司,年产30万吨合威氯培训教材,(G部分设备进行检修消除了低标准。现在甲醇洗能较好[2]宁夏石化公司合成氡装置操作规程,G的通过高负荷生产,达到天然气气化技术改造以来的[3]宁夏石化公司合成氨装置净化流程图,最好水平。各项指标、参数、合格率上升,415-AP(上接第64页)参考文献天然气地球科学,2003(4)[1]康晓东李相方张国松气藏早期水侵识别方法机天然气[4]刘蜀知黄炳光等水驱气藏识别方法的对比及讨论天地球科学,2004(6)然气工业,19994)[2]刘蜀知,孙艾菌黄炳光水侵气藏水侵量与地层压力预测[5]李士伦天然气工程]北京:石油工业出版社200方法研究门石油勒挥与开发,1992).[6]熊正录,周兵川东龙门气田石炭系气藏水体的动态认识[3]胸自强千米桥潜山凝析气藏生产井出水原因分析M北京:U天然气工业,20Study technological development rich water area ofthe yulin gasfield shan zopweilAbstract: The yulin gas field mainly produces the layer as the mountain set 2 small layers, structure for east highwest the low list is inclined to construct. The area of shan 209 well widespread emergence the gas and water layer, trythe gas process to produce together in the individual well gas and water. In the production line the gas hides of theside department closes to the water body of a few production wells different degree real estate geologic strata water,the individual well the water have great capacity, influencing the productivity of gas well seriously, to whole annoygas field develop disadvantage efficiently. This research puts great emphasis on annoying the water body to distributeregulation,friendly water producing analytical foundation of the well development dynamic state together, adoptingvarious methods, going together with produce and invade characteristic to carry on the research analysis with watertowards having the water and gas hide, for the water and gas hide have a water to synthesize and developmentmanage to provide science the basis.Key words: The yulin gas field; monocline; geologic strata waterproductivity dynamic; state analysis