低温甲醇洗循环甲醇氨含量高的原因及预防措施

第35卷第6期Vol 35, No 62012年6月HEBEI HUAGONGJune 2012低温甲醇洗循环甲醇氨含量高的原因及预防措施刘文兵,王占江,张志新(河南煤化鹤煤公司化工分公司甲醇厂,河南鹤壁458000)摘要:分析了低温甲醇洗氨含量高的原因,采取了相应措施,使系统甲醇中氨含量降至可控范围内关键词:甲醇;氨含量;超标中图分类号:TQ223.12+1文献标识码:B文章编号:1003-5095(2012)06-000903Cause Analysis and Prevention Measures of High Ammonia's Contentin Low-temperature Methanol Washing SystemLIU Wen-bing, WANG Zhanjiang, ZHANG Zhi-zin(Henan Coal & Chemical Hebi Coal Group Corporation Chemical Branch Methanol Plant, Hebi 458000, China)Abstract: To analyze the causes of the ammonias content in low-temperature methanol washing system, and takemeasures to make ammonia content in methanol be reduced to the controllable rangeKey words: methanol; ammonias content; exceeding the standard1工艺原理置进行回收净化装置的作用是去除变换气中的酸性气体成2循环甲醇氨含量高的原因分析分,其中低温甲醇洗工艺是用低温甲醇作为洗液(吸河南煤化鹤煤公司化工分公司甲醇厂在2010收剂),属于典型的物理净化工艺。其吸收过程遵循年6月发现低温甲醇系统运行3个月后操作工况严亨利定律在温度为-56℃时,甲醇对 HCN NH3、重恶化,经分析氨含量超标。对循环甲醇中氨含量H2S、COS、CO2和H2S具有较高的可溶性。在物高的原因进行了分析,并采取了相应措施,将系统甲理吸收过程中,控制因素是温度、压力和浓度,含有醇中氨的含量降低到了可控范围内。经讨论、论证任何成分的液体负载均与成分的分压成比例。得出系统甲醇氨含量高的原因富甲醇通过再沸器中产生的蒸气进行闪蒸和汽2.1系统富集因素提再生,其中闪蒸为该过程提供额外的冷却,闪蒸气原料气中所含氨在吸收塔的预洗段被吸收,预通过循环压缩,然后再循环到吸收塔,其损耗量最洗甲醇先在预洗甲醇加热器中被预热,再在预洗闪低。甲醇水分离塔保持甲醇循环中的水平衡。尾气蒸槽内被闪蒸,闪蒸后甲醇经过加热送入热再生塔。洗涤塔使随尾气的甲醇损耗降低到最大限度。变换其中一部分氨被其提出来,而后有一部分在热再生气冷却段的氨洗涤塔使变换气中的氨含量保持在甲塔中顶部的冷凝系统再次被甲醇吸收,冷凝下来的醇放气量最小的液位。酸性气体通到克劳斯气体装甲醇经热再生塔回流又送回热再生塔。这样,氨就收稿日期:2012-03-29作者简介:刘文兵(1975-),男,大专,2003年7月毕业于河南省党校经济管理专业,现在从事煤化工生产工作, E-mail:10河北化工 Hebei Chemical Industry第35卷会在甲醇系统中富集,且一部分以弱物理键,另一部常生产。分以强化学键方式溶解于甲醇中。氨的富集在达到一定含量后,会导致热再生塔4预防措施中段用于气提H2S的甲醇蒸汽不足以气提氨,氨最4.1原料气冷却及氨的脱除终会在热再生塔中段与H2S相结合形成(NH4)2S冷却原料气,使氨在原料气中的含量降低,以防存在于热再生甲醇中,当将再生甲醇送入吸收塔时止氨在热再生塔系统中富集,同时减少甲醇的排放。再生甲醇中(NH4)2S会受到吸收塔顶段净化气的原料气在合成气换热器内被合成气冷却,氨制冷剂分压作用,使(NH4)2S分解再次释放出H2S,使净在深冷器壳侧被加压蒸发(温度为5℃),其出口温化气H2S含量超标。度和蒸发压力控制器串级调节,以避免温度过低而2.2洗氨塔因素导致管程结冰堵塞换热器。变换气经过洗氨塔的一股锅炉水冷却器换热至原料气携带的大部分氨将在氨再洗塔内被逆流40℃后,进入洗氨塔。经过3层塔盘来吸收原料气接触的40℃锅炉给水吸收脱除,若原料气流量或其中的大部分氨,减少进入吸收塔的氨含量。中的氨含量增加,需通过锅炉给水流量控制器来提2.2.1锅炉水器换热因素髙锅炉给水流量以确保大部分氨被脱除。在日常生产中,由于锅炉水冷却器换热效率问题4.2吸收塔的预洗段氨的脱除造成锅炉水温度达不到设计要求时,会影响到对原料为了避免原料气中一些微量的氨、氢氰酸及其气中氨的洗涤吸收效果。此外,进入洗氨塔的原料气它物质对整个甲醇循环系统的污染,在吸收塔预洗温度控制过高也会使系统中甲醇氨含量升高。段应将其脱除。由于这些成分溶解度高,不需要大2.2.2流量因素量的甲醇溶剂,因此,预洗甲醇流量应由流量控制器锅炉给水与入地温甲醇洗的流量不相匹配,使控制。通过吸收塔的预洗段分析点来分析HCN、原料气中氨没有被完全在洗氨塔洗下来,从而使原NH3含量,再通过流量调整把出自预洗段气体中的料气中的氨超标进入原料气洗涤塔。因而,氨在洗HCN、NH3控制在指标内(NH3为5mg)。涤甲醇不断吸收下而不断积累,致使系统甲醇中的4.3再生塔的操作氨超标。热再生塔实质上是一个热汽提塔,汽提甲醇蒸2.2.3洗氨塔塔盘因素气主要由热再生塔再沸器产生。其顶端闪蒸段压力在设备安装过程中,存在塔盘层数与负荷不匹由控制器来调整,中段的热再生压力(0.115MPa)配的问题。在生产中,由于人为操作的因素,接气过由压力控制器控制。一般不要改变压力控制器设定快会造成洗氨塔内的塔盘氨变形脱落,从而影响变值,因为压力的变化会干扰甲醇水洗塔正常运行。换气中氨在洗氨塔内的脱除。富甲醇在热再生塔的中段第11~41块塔盘汽2.3氨冷器因素提,以脱除H2S和CO2,CO2比H2S更容易被汽提低温甲醇洗的氨冷器长期在酸性物质腐蚀下容出。离开第41层塔盘的蒸气在第42~50层塔盘上易造成内漏,系统停车后只要给系统泄压,氨就会向用于汽提来自预洗甲醇加热器的含有HCN及NH3甲醇一侧泄漏。再次开车时系统甲醇中氨的含量就的预洗甲醇;在第51~57层塔盘上用于汽提回流液会超标中的HCN及NH3。上层塔盘的液体负荷形成更有3生产对设备的影响利于NH3的汽提,从而最大限度的从克劳斯气体装置中一起被汽提。由于甲醇中的氨含量超标,其可伴随富硫甲醇4.4再沸器的热负荷控制进入贫富甲醇换热器加热,然后进入热再生塔与热再生塔的再沸器热负荷(或甲醇蒸汽)并不与H2S相结合生成腐蚀性强的(NH4)2S,从而腐蚀热所需汽提富甲醇的量成比例减少。在操作中最好保再生塔,降低其使用年限。同时,还会对贫富甲醇换持较高负荷,但要避免过分汽提,另外,它能使热再热器热侧、热再生塔水冷器及酸性气冷却器造成腐生塔在安全状态下运行,并能确保HCN、NH3及蚀,降低换热器使用年限造成企业检修频率增加、费H2S的汽提,从而使再生贫甲醇中HCN、NH3及用成本过高。此外,由于氨在热再生塔与CO2结合H2S的含量尽可能降低生成碳铵,影响热再生塔的顶部去沫器及闪蒸段换4.5甲醇中NH3的外排热器和再生段换热器的效果,甚至造成堵塞,影响正下转第35页蒋兴荣,等:硫化铵提取铅渣中硫工艺条件的研究由表1可知,脱硫率在反应25min前增加很快,结果见表4而>25min时,随着浸出时间的增加,脱硫率反而下表4液固比对脱硫率的影响降,这是由于铅渣中的硫酸铅与硫化铵反应,对脱硫液固比13:13.5:14:1率产生影响。脱硫率/%1.4硫化铵浓度对脱硫率的影响液固比低,混合不充分,影响脱硫率;液固比过铅渣量为200g、液固比为3:1、浸出时间为高,影响浸出反应速度,脱硫效率下降。由表4可25min时,考察硫化铵浓度对脱硫率的影响结果见知,故液固比为3:1比较适宜。表1.7浸取温度对脱硫率的影响表2硫化铵浓度对脱硫率的影响铅渣量为200g、液固比为3:1、浸出时间为硫化铵浓度/(g/L)12013014015016018020025min,硫化钠溶液浓度为140g/L时,考察浸取温脱硫率/%92.396.898.798.698.398.298.1度对脱硫率的影响,结果见表5。由表2可知,硫化铵溶液浓度在120~140g/L表5浸取温度对脱硫率的影响范围内,脱硫率增加很快;而在140~200g/L范围温度/℃内,脱硫率提高很慢,影响很小。故硫化铵浓度为脱硫率/%98.298.2398.298.2140g/L比较适宜。由表5可知,不同的浸取温度下,脱硫率基本无1.5硫化铵用量对脱硫率的影响变化,因此,浸取温度对脱硫转化率基本无影响,实铅渣量为200g液固比为3:1浸出时间为际生产中以常温条件下即可。25min硫化铵溶液浓度为140g/L时,考察硫化铵2结论用量对脱硫率的影响,结果见表3表3硫化铵用量对脱硫率的影响利用硫化铵浸取铅渣中的单质硫的最佳条件硫硫化铵(m0l)1.23510.310.351:0.41:0.451:0.51:0.6是:常温下,硫化铵浓度为140g/L,液固比为3:1,脱硫率/%95.296.297.698.898.598.2981浸出时间为25min,硫与硫化铵的摩尔比为1:0.4由表3可知,硫化铵用量增加,脱硫率也随之增在此浸出条件下,脱硫率可达98%。加,当硫化铵用量达到1:0.4以上时,脱硫率提高很慢,因此硫与硫化铵的摩尔比以1:0.4为宜参考文献1.6液固比对脱硫率的影响[1余继變.重金属冶金学[M].冶金工业出版社,1984铅渣量为200g、浸出时间为25min硫化钠溶2刘希漫:,有色金属[M,治金工业出版社,198液浓度为140g/L时,考察液固比对脱硫率的影响,[3]彭天杰.工业污染治理技术手册[M四川科技出版社,1985.■(上接第10页)为了避免H2S进入合成气和形成的碳铵堵塞洗氨塔逆流接触锅炉给水量,精心操作热再生塔,并换热器,以及NH3在回流甲醇中富集,要通过排放严格控制压力温度指标及热再生塔回流甲醇中氨含到界区一小股回流甲醇来实现降低NH3在系统中量。通过系统甲醇置换后,NH3含量一直控制在可的含量,控制热再生塔回流甲醇中NH3含量控指标内。从而大大降低了甲胺及碳铵的形成,也<5g/L。控制热再生甲醇中NH3含量<5Mg/L。降低了热再生塔以及热端换热器腐蚀冷端换热器的如果热再生塔回流甲醇及热再生甲醇中NH3含量堵塞,净化气出口H2S含量也降到10-以下。超标,即使在最大的汽提效果下也无法将NH3汽提到可控指标,排放到界区一小股回流甲醇的排放量参考文献是根据NH3含量决定的。[1]康振军,赵志才.浅析低温甲醇洗工艺[J黑龙江科技信息,5总结[2]任军平低温甲醇洗装置酸性气体甲醇超标原因及对策[J].大氮通过对原料气中的氨加强分析监控,及时调节肥,2008,(3):4-7.■