撬式过滤组合在低温甲醇洗工艺中的应用探讨

2014年6月洁净与空调技术CCAC第2期撬式过滤组合在低温甲醇洗工艺中的应用探讨中国电子工程设计院刘书倾王春军北京石油化工工程公司刘敬摘要气体净化中的低温甲醇洗工艺是近年来脱除酸性气体普遍釆用的一种净化工艺。该工艺以其技术成熟、溶剂廉价易得、净化度高、选择性好等特性,被广泛应用于合成氨、合成醇类等行业。甲醇循环液的纯净度是保证低温甲醇洗装置的长周期稳定运行的重要前提。撬式过漶组合被应用于低温甲醇洗工艺,能有效确保甲醇液的洁净度。关键词低温甲醇洗;净化气体;撬式过滤组合;超滤;压差监测;液位控制Application Discussion of Skidded Filter Combination in Rectisol ProcessLiu Shuqing, Wang Chunjun and Liu JingAbstract The rectisol process in gas purification is a common purification process used in the recent years for the removalof acidic gases. The process is used widely in the synthesis of ammonia, alcohol and other industries due to the fact that thetechnology is mature and has many good characteristics such as the high purification rate, good selectivity, easily acquiredand cheap solvent. The purity of the methanol circulating fluid is an important factor for a stable and long period operationof the rectisol equipment. In this paper, Skidded Filter combination can be used in rectisol process to effectively ensure thepurity of the methanolKeywords Rectisol; Gas purification; Skidded Filter combination; Ultrafiltration; Pressure monitoring: Liquid level control0引言要问题,高度自动化的撬式过滤组合以其净化程度低温甲醇洗是在上世纪50年代初德国林德公司高、过滤效率好、占地空间小的特性,成为解决这与鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺,是目前难题的最佳装置。脱硫脱碳净化装置中运行成本较低的一种。该工艺为保证低温甲醇洗装置的长周期稳定运行利用低温甲醇在低温(9℃~-64℃)、高压条件下就要保证甲醇循环液的纯净,不受污染,而且要极易溶解酸性气体的良好特性,用以对原料气进行保证低温甲醇洗工艺中低温甲醇的温度达到预设计脱硫和脱碳。随着近几年国内煤化工、石油化工行低温,以保证甲醇液体的低温特性。循环甲醇在业的蓬勃发展,该工艺以其工艺技术成熟、溶剂廉吸收了原料气中的水、二氧化碳、硫化氢、氨等价易得、净化度高、选择性好,被广泛应用于国内的同时,还带入一些硫化亚铁、羰基铁、羰基外合成氨、合成醇类及其他羰基合成、城市煤气、工镍、水、氨及铵盐结晶硫化铁、煤粉之类的固体业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。由于溶液粉尘杂质,虽经后序分离装置再生分离,但一些的循环再生利用,溶剂的净化成为该工艺中的一个杂质会积存在循环液中,并随循环液循环流动进入重要环节,提高净化质量和净化效率是这环节的重热交换器、甲醇循环泵等装置或设备中,沉积并降低热交换效率,甚至堵塞换热器、管道,增加*刘书倾,女,1971年12月生,大学本科,工程师甲醇循环的阻力,同时积存于循环液中的杂质会使100101北京市朝阳区小营路25号房地置业大厦908甲醇浓度提高,品质下降,影响吸收效果,使整15810825082E-mail:liushuqing2@ceedi.cn个系统冷量不足;循环液体中的杂质有可能沉积收稿日期:201403-031在液位变送器的取压管中,造成仪器测量不准确中国煤化工CNMHG净与空调技术CC&AC2014同时可能堵塞玻璃管液位计,造成液位指示不μm的不锈钢纤维烧结毡滤芯,当粗过滤器中由于准;另外杂质颗粒极可能进入运转泵机械密封的密拦截的固体杂质积聚增多,附着于滤芯的外表面,封面,造成机械密封泄漏,从而降低泵机械密封的形成滤饼,引起压力增加,通过控制模块开启备用使用寿命,增加系统的运行成本;循环甲醇液体的粗过滤器,保证系统连续运行,同时撬块控制模块固体杂质还会堵塞塔板和填料,从而导致气液相偏自动打开氮气反吹阀,利用中低压氮气吹扫切换下流,增加塔内阻力,影响吸收和解吸效果:循环甲的粗过滤器,将附着于滤芯表面的杂质反吹清除掉,醇液体中的高浓度杂质还会造成循环溶液在塔内起清洗后的粗过滤器进入备用状态;粗过滤器拦截下泡,产生泛液现象,导致出塔气中带液,装置被迫了大部分的固体杂质,那些比较细微的杂质随着甲降低负荷运行,从而降低了生产线的产量。高效率、醇液体流入精过滤器,精过滤器中安装了过滤精度高精度地净化循环液体中的固体杂质是解决问题的为3μm的不锈钢纤维烧结毡滤芯,它对液体中杂有效方法。撬式过滤组合应时而生,成为解决这一质进一步拦截,对3μm及以上的杂质拦截率达到问题的首选9999%,精滤后液体中的杂质对整个系统的运行1撬式过滤组合的构成已基本没有影响。精滤后的甲醇液流出过滤组合,进入甲醇洗下一单元。随着时间的增长,精过滤器撬式过滤组合属于超滤范畴,它是一个组合的滤芯表面随着杂质的沉积附着,精过滤器内的压体,可以是一个过滤组合单元,也可以是两个或多降增大,控制系统由于压差到达设定值,启用备用个过滤组合单元体组合而成,过滤组合单元体的数精过滤器将原工作的精过滤器从过滤系统中切出,量由系统中的设计流量来确定。撬式过滤组合单元同时清洗系统自动对其进行清洗。的主要结构是:粗过滤器2台(1开1备),每台在低温甲醇洗工艺的富甲醇溶液区,撬式过粗过滤器中安装了3支过滤精度较高的不锈钢纤维滤组合的流程和低温贫甲醇区基本是一样的,但由烧结毡滤芯或不锈钢密纹编织网滤芯,这2台过滤于富甲醇液此时含的杂质含量要比低温贫甲醇液中器交替工作;精过滤器2台(1开1备),每台过高很多,过滤组合中的过滤元件过滤精度相对低些,滤器内安装了3支过滤精度更高的不锈钢纤维烧结粗过滤器中安装的是200m的不锈钢密纹编织网滤毡滤芯,这2台过滤器同样是交替工作;每台过滤芯,精过滤器中安装的是25m的不锈钢纤维烧结器上都各装有1套压差变送器和液位控制器;另外毡滤芯利用此过滤组合对富甲醇液进行过滤净化。还设有整个撬块的控制模块、清洗系统、压差测试该过滤组合采用模块控制,实现了自动切系统以及框架等。撬式过滤组合单元结构简图见图换,在线清洗,保证了整个工艺装置的连续生产,最大限度地降低了人工成本。撬式过滤组合中的过滤元件可以根据用户或现场实际需求调整过滤精度。2撬式过滤组合的特点撬式过滤组合中所用的过滤元件主要是不锈钢纤维烧结毡滤芯,这种滤芯在近几年来超滤装置中被广泛应用。在以前大多数厂家采用的过滤元件精度不高,大多数的杂质不能有效去除,导致后序设备中渣质图1撬式过滤组合单元沉积,严重影响了低温甲醇洗的效果,降低了合成氨的产量和质量;另外,为了清除设备及管道中沉在低温甲醇洗工艺的贫甲醇溶液区,撬式过积的杂质,中国煤化工对换热器、管滤组合的流程是:甲醇从该组合的入口流入,先进道及其他设CNMHG达上百万元,入粗过滤器,粗过滤器中安装的是过滤精度为15并且频繁的清沈对故备寿命大有影啊。也有部分厂第2期式过滤组合在低温甲醇洗工艺中的应用探讨71家选用了粉末冶金管来滤除甲醇中的杂质,滤除效作用,延长了这些设备的使用寿命果很好,但是价格昂贵,而且压降大,粉末冶金管易断裂,采用不锈钢纤维毡作为过滤元件便克服了3撬式过滤组合的基本配置以上缺点,它过滤精度高、强度可靠,同时具有很单个过滤组合单元用于甲醇富液时的标配参数高的孔隙率和极好的透气性,阻力小。如下不锈钢烧结毡滤芯具有以下优点:设计压力≤4MPa;设计温度-80℃/+601)不锈钢纤维烧结毡采用直径为微米级的不℃;设计流量为100m3/h-150m}/h;设备材质为锈钢纤维经无纺铺制,叠配及高温烧结而成,烧结不锈钢S32l168;粗过滤器2台,粗过滤器过滤精后仍保持三维网状多孔的结构特性,形成特殊的梯度为200pm,每台过滤器内装有3支200m的滤度渐变孔结构,滤芯具有优良的纳污能力芯,过滤材质为不锈钢密纹编织网;精过滤器2台,2)比表面积大,孔隙率高,粉末冶金管孔精过滤器过滤精度为100μm,每台过滤器内装有隙率最高只能达到40%左右,而不锈钢纤维烧结3支100μm的滤芯,过滤材质为不锈钢密纹编织毡的孔隙率能达到80%以上,滤芯具有较低的流网;整个设备的初始压降为≤001MPa;当过滤动阻力。器压降达到0.05MPa,设备起动吹扫清洗装置3)具有绝对过滤精度和固定孔材料使得流体吹扫介质为低压氮气。整个设备设计寿命为10年质量更为准确、可靠。单个过滤组合单元用于甲醇贫液时的标配参数4)独特的褶皱结构,极大限度的增加单支滤如下芯的过滤通量,使得滤芯堵塞间隔延长,折叠后的设计压力≤25MPa;设计温度-10℃/+150过滤面积是圆筒形面积的3~4倍,使其工作寿命增℃C;设计流量为30m/h~50m3/h;设备材质为加10倍以上。碳钢Q345R;粗过滤器2台,粗过滤器过滤精度5)稳定的结构使得流体的流动更加均匀,这为10m,每台过滤器内装有3支10pm的滤芯,样保证了最长的滤芯使用寿命、可靠的颗粒去除性过滤材质为不锈钢纤维烧结毡;精过滤器2台,精能和长时间保持低的流动阻力。过滤器过滤精度为3μm,每台过滤器内装有3支6)由于过滤材料的特殊设计和材质,不会因3μm的滤芯,过滤材质为不锈钢纤维烧结毡;整材料纤维脱落损坏滤芯结构和造成流体的二次污染。个设备的初始压降为≤0.01MPa:当过滤器压降7)采用折叠式筒状结构,全熔透焊接,强达到005MPa,设备起动吹扫清洗装置,吹扫介度高,密封性好,可承受压差△P≥10bar质为低压氮气。整体设备设计寿命为10年。8)不锈钢纤维烧结毡在高温下(600℃的情况下长期使用)具有非常好的机械强度和韧性,能4撬式过滤组合清洗过程的控制耐高温和酸碱腐蚀。过滤装置的自动化程度主要体现在过滤设备切9)滤芯可清洗再生,反复使用;同时不锈换及清洗再生,过滤设备能够做到自动切换、在线钢材质满足低温甲醇洗工艺的低温工况。清洗,自动化程度就大大提高了,对过滤设备的切撬式过滤组合应用到低温甲醇洗中,系统中换、清洗过程的控制是整个系统控制中的核心循环液的洁净度大幅度提高了,使低温甲醇洗装置设备清洗的系统控制:每台过滤器上都装有达到了预期的脱硫脱碳效果。在进入过滤组合之前,压差变送器,当过滤器中压差值达到预设值时,甲醇液体中的悬浮物高达100mg几以上,经过过控制器发出指令,关闭工作过滤器的进出口阀门,滤组合过滤后的甲醇液体中固体杂质含量已降到3将原过滤器切出系统,同时打开备用过滤器的进出mg/L左右。由于过滤组合及时过滤掉了系统中生口阀门,使备用过滤器进入使用状态;然后原过产的固体杂质,避免热交换装置发生固体杂质引起滤器进入清洗阶段,通过控制器打开设备的氮气入的堵塞,使换热效率大大提高,对维持系统冷量平口和过滤器H中国煤化工井行反向吹扫清衡起到了重要作用,并且对后序其他设备起到保护洗,时间CNMH时间可以根据实洁净与空调技术CC&AC际情况来设定),吹扫淸洗过程中由压差监测清洗产,不用完全替换设备,只是增减相应的过滤组效果。当设备进行大修期间,或是利用氮气反吹清合单元的数量即可。本设备即可就地控制也可以实洗不能达到较好的清洗效果时,应该对滤芯进行人现远程控制,自动化程度比较高,节约人力,便工清洗,将过滤器的设备法兰打开,拆出滤芯,进于控制,反应灵活迅速,流量稳定。多个过滤组行器外清洗,一般情况用水清洗即可,如果系统较合单元并联成的撬式过滤组合图见图3脏、滤芯被深度阻塞,可用洗洁精和柠檬酸配制的溶液在超声波清洗机中彻底清洗,清洗后吹干装入6结语过滤器中。过滤器清洗完成后进入备用状态。工业甲醇液体及气体是易燃易爆、有毒介质,对人体有危害,应避免接触皮肤和吸入蒸汽,否5撬式过滤组合的简单流程则会导致甲醇中毒,使人失明,甚至死亡。提高设撬式过滤组合过滤单元的流程简图见图2备的自动化,让人尽量远离甲醇设备,就会在一程清洗系统控制系统度上减少人员伤害几率。设备自动化还节省了人力、财力,降低了操作工人的劳动强度,节省了人员配入口一粗过滤器精过滤器置,减少了人员误操作的可能,使设备运行更加平稳,动作更加灵敏准确备用粗过滤器一备用精过滤器通过撬式过滤组合中低精度和高精度过滤的完美结合,可以在有限的投资条件下,达到最好的过压差监测系统排污系统液位控制系统滤效果,可以很好的保护后序的换热器和其他设备。图2撬式过滤组合的流程图在系统正常生产的情况下,及时过滤掉生产过程中不断产生的微量污染物,使甲醇溶液中的杂质浓度保持在最低水平,这样就避免了后序工艺中换热器发生堵塞现象,不需要再进行专业清洗,既保持最佳的换热效率,维持了系统中冷量的平衡,也省去清洗换热器的开支;同时维护了甲醇循环泵的使用寿命,降低了对其维护次数,降低了操作人员的劳动强度,节约了维护成本;同时维护整个生产线的正常负荷运行,增加产品产量,提高了产品质量。图3多单元的撬式过滤组合参考文献过滤组合可以根据实际流量或用户要求的设计[1]高扬超滤器在低温甲醇洗装置中的应用]化肥设计,201048(3)流量来确定,以单个过滤组合单元单独使用,也可[2]杨忠绪,李大明超濾技术在合成氨低温甲醇洗系统中的以多个过滤组合单元并联使用。使用灵活,安装简应用[大氮肥,2002(6)便,占用空间小,可以应对实际流量变化以及扩[3]郭建民低温甲醇洗工艺探讨[J内蒙古石油化工,19992中国煤化工CNMHG