低温甲醇洗装置运行中出现的问题及解决

第5期中氦肥2015年9月M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progresssep.2015低温甲醇洗装置运行中出现的问题及解决刘致强,董睿敏,郭晓鹏(陕西渭河煤化工集团有限责任公司,陕西渭南714000[摘要]陕西渭河煤化工集团有限责任公司三期400kt/a甲醇项目合成气净化采用大连理工大学的低温甲醇洗工艺,简述其工艺流程,重点介绍几项为优化装置性能实施的技术改造或处置措施。[关键词]低温甲醇洗;H2S;CO2;甲醇循环量;气动调节阀;循环气压缩机;碳铵结晶中图分类号]TQ223.121[文献标志码]B[文章编号]1004-9932(2015)05-0053-03陕西渭河煤化工集团有限责任公司(简称已成功解决了多项制约生产的瓶颈问题。以下重渭化集团)三期400k/a甲醇项目包括6.5MPa点对其中几项具有典型意义的技术改造或处理措德士古水煤浆加压气化、低温甲醇洗净化、卡萨施作一介绍。利甲醇合成等工序,于2011年3月12日一次试车成功,产出AA级甲醇产品。其中,低温甲醇1工艺流程简介洗工艺选用大连理工大学具有自主知识产权的专渭化集团低温甲醇洗装置变换气的设计处理利技术工艺包,已达到国际先进水平。渭化集团量为191043.3m3/h(干基),操作弹性为50%三期甲醇项目低温甲醇洗装置经过3a的运行,~110%,同时鉴于甲醇合成工艺不需要大量高纯度CO2,为降低运行费用,故取消了CO2洗涤[收稿日期]201503-18塔,采用5塔流程(如图1),5塔即甲醇洗涤塔作者简介]刘致强(1987-),男,山东临沂人,助理工程师,C7601、H2S浓缩塔C7603、甲醇再生塔C7604硕士,从事煤基甲醇生产。甲醇/水分离塔C7605和尾气洗涤塔C7606。再生系统的气相管线中会出现碳铵结晶,造成热对工艺、设备的优化改造,特别是管道振动的消再生系统复热,导致甲醇损耗较大。低温甲醇洗除及酸性气中H2S浓度的提高,消除了系统运系统排氨原设计为,经水冷器后回流液罐液相排行的安全隐患,满足了克劳斯硫回收系统对酸性氨,排氨效果不好,且甲醇损耗较大。整改措气浓度的要求,取得了很好的经济效益,系统运施:将低温甲醇洗系统排氨改为高温气相排氦,行也更加稳定。由再生塔顶气相入水冷器之前,引一股氨含量较高的酸性气至水冷器,冷凝后的液相去二期精馏[参考文献]甲醇油贮槽,气相并入酸性气中去硫回收阀前[1]吴秀章.煤制低碳烯烃工艺与工程[M].北京:化学工业送入硫回收系统。排氨点改变后,循环甲醇中氨出版社,2014:129-168含量得到有效控制,保证了系统的稳定运行,甲[2]唐宏青.新型煤化工技术前沿[M].北京:中国财政经济醇消耗明显减少出版社,2014:125-132通过上述优化调整后,系统甲醇消耗降至[3]杜兆海,胡庆彪.低温甲醇洗气体净化工艺及其技术研究1.4kg/t(甲醇)左右,但与设计值还有差距。[J].河南化工,2011(10):3-64]贺可顺,范明智,周远.低温甲醇洗技术在煤制甲醇项3结语目中的应用[J].大氮肥,2010(6):402-404[5]张国民,楚文锋,耿恒聚.低温甲醇洗工艺的研究进展与大连理工大学的第一代低温甲醇洗工艺,与应用[J].化学工程师,2010(10):31-33林德、鲁奇低温甲醇洗工艺相比,虽然在能耗及[61赵鹏飞,李及其在煤化工工艺运行方面还存在一定的差距,但我公司通过中的应用[中国煤化工-248CNMHG中氮肥第5期E7614克劳斯气E7613V7606E7612V760FV76056d+(6C7607603BE760H7609c767600K7601图Ⅰ低温甲醇洗工艺流程简图来自5°或6″气化炉的粗煤气经变换后进入为130~140m3h,净化气流量为80000m3/h低温甲醇洗装置,与来自循环气压缩机K7601在低温甲醇洗装置的设计中,进C7601Ⅰ塔的循环气混合后喷淋少量精甲醇,一并进入原料顶的循环甲醇管线选用DN300,并安装1套气冷却器E7601壳程,与管程的2股冷物料换DN200的法兰式气动蝶阀FV7605。然而,由于热,随后进入1水分离器V7601;分离后气相进气动蝶阀的工作特性,甲醇循环量极易发生大幅入甲醇洗涤塔C7601下塔,液相去甲醇/水分离度波动,尤其在系统开车及加减负荷期间,严重塔C7605。在C7601中,粗煤气与-64℃的低影响了对净化气组分的调整,最终导致甲醇合成温甲醇进行逆流传质,最终使气相中的硫化物和工序导气时间延缓或恶化其运行工况。对此,渭CO2含量分别降至0.1×106和4%以下,以满化集团在FV7605处设置了1条DN100旁通管足下游甲醇合成工序的要求。吸收硫化物和CO2线,并配置1套调节灵敏的气动调节阀后的富甲醇,经!循环气闪蒸罐V602和2循(HV7610),如图1中A所示。如此改进后,可环气闪蒸罐V7603的减压闪蒸、HsS浓缩塔通过FV7605和HV60对甲醇循环量进行双重C7603的低压N2汽提,最终在甲醇再生塔调节,提高了甲醇循环量调节的稳定性和可控C7604中进行热再生,实现循环利用。C7604塔性,确保了最终净化气的品质。顶的再生气在H2S浓度达到25%以上时进入克图2为技改前后系统正常运行的某24h内劳斯硫回收装置,副产高品质硫磺。实际甲醇循环量的对比(设计甲醇循环量为1352运行中出现的问题及解决→技改前2.Ⅰ甲醇循环量波动大在低温甲醇洗装置甲醇洗涤塔C7601中,138主要通过调节甲醇循环量(H7605)控制出塔顶36净化气的组分,以满足下游甲醇合成工况的要求。134同时,循环甲醇与变换气的流量比对低温甲醇洗系统的冷量平衡也产生一定的影响。在5”或6“气化炉单台满负荷运行时,进C760的变换气流量中国煤化工般为140000m3/h,与其相对应的甲醇循环量CNMHG对比第5期刘致强等:低温甲醇洗装置运行中出现的问题及解决55·2.2循环气压缩机K601入口压力调控灵活性差对NH2的汽提不够彻底,进而导致其在热再生K7601是低温甲醇洗装置的关键设备,可将甲醇中生成(NH4)2S,腐蚀C7604,同时来自甲醇洗涤塔C7601的含硫及不含硫富甲醇(NH4)2S还可伴随循环甲醇进入C7601,并在闪蒸出的CO和H2进行回收,并送至原料气冷此分解、释放出H2S,或引起净化气的硫含量却器E601前工艺气主管线,以重新进入系统,超标。鉴于此,为确保装置运行正常,公司采提高装置运行的经济性。据统计,在变换气流量取了以下优化控制措施:严格控制热再生甲醇为140000m3/h时,K7601可回收约200m/h中NHl3含量低于20mg/L;在进入E7614管程的工艺气,工艺气的主要成分为CO和H2的酸性气中NH3达到一定量后,通过E7614旁在系统运行中,K7601人口压力主要受循环路管线直接将其排入硫回收系统;调整洗氨水气闪蒸罐V7602和V7603内富甲醇闪蒸过程的量,减少变换气携带的NH13;定期对C7604塔影响,一般维持在1.75MPa,且此压力条件有顶水冷器E7612和E7613进行复热操作,以脱利于富甲醇中CO和H2的闪蒸。为调控K7601除E7614管束内的铵盐结晶;在一定条件下,入口压力,确保其顺利开车及安全运行,渭化集可将V7605中的液相直接排至废液收集槽,使团在E7617壳程与入Ⅵ7602液相管线之间新增其不进入C7603,避免系统NH3的富集。然而,了1条DN25的配气管线,可将5.04MPa的净在系统开车初期或补充新鲜甲醇后,可适当减化气部分引至K7601人口。实践表明,上述新少洗氨水量,增加进入系统的NH3,以调整系配管线可保证K7601开机正常,并使其运行稳统甲醇溶液的pH在8-10,减少设备及管道的定。然而,在实际操作中,通常的做法是现场开腐蚀。关此管线上的手动截止阀,由于调控灵活性较综上所述,笔者大胆提出设想,可新增1条差,不仅延长了K7601开机前的调压时间,而DN40管线,将P606A/B出口物料(t=30℃)且易造成运行中其入口压力调整的滞后。为此,部分引至酸性气去V7606管线,并使其以雾状渭化集团在上述配气管线的基础上,又安装了1形式分散于酸性气中,如图1中C所示。若此,套DN25的气动调节阀(HV7609),如图1中B可将C7604塔顶酸性气中的水分更多地截留于所示。改造后,可通过中控DCS在线调整V7606中,从而阻碍碳铵的生成,减少硫回收管K701人口压力,优化了其开机及运行环境,并线的堵塞。目前,该项措施还有待公司相关部门确保了V7602和V7603中富甲醇闪蒸工况的稳的考证。定以及系统冷量的平衡。2.3硫回收管线易堵塞3结语来自氨洗塔的变换气含有一定量的NH3,随渭化集团在确保三期400kt/a甲醇装置变换气一起进入低温甲醇洗系统,在经喷淋甲醇安、稳、长、满、优”运行的同时,注重科技洗涤、E7601冷却以及V7601分离后,其中一部创新,加强技术改造,上述技改项目或处置措施分随气相进入C7601,另一部分则随液相进入甲的实施,大大提高了甲醇装置的运行效率和经济醇/水分离塔C7605。在C7601中,NH经低温效益;同时,伴随全厂工艺气管网的联通,不仅甲醇吸收后进入甲醇再生塔C764,并在此被甲保障了系统的稳定运行,还提升了整个装置的操醉蒸气汽提,但其大部分又被塔顶回流液吸收,作弹性仅小部分随酸性气依次进入硫化氢馏分冷交换器E7614和硫化氢馏分氨冷器E7613,直至温度降[参考文献为-33℃,经酸性气分离器V7605分离后,几乎全部以液相的形式返回H2S浓缩塔C7603。虽[1]唐宏青.低温甲醇洗净化技术[J].中氮肥,2008(1):然最终仅有少数NH3留存于酸性气中,却易在E7614管束中生成铵盐结晶,造成热再生系统压[2]王学军,乔洪凯,郭晓鹏.低温甲醇洗装置试车问题分析及解决措-35差增大,甚至堵塞设备和管道。此外,若NH[3]原中秋中国煤化工,煤化工,不断累积于低温甲醇洗系统,会造成C7604中2011(3)CNMHG