降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗技术改造

第31卷第3期石油化工应用Vol 31 No. 32012年3月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONMar.2012降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗技术改造何鹏,李荣,马永贤(神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司甲醇厂,宁夏银川750411)摘要:针对本厂低温甲醇洗装置甲醇消耗高的冋题进行了分析研究,并分别制定了相应的处理措施。关键词:低温甲醇洗;甲醇消耗;原因;措施中图分类号:TQ223.121文献标识码:A文章编号:1673-5285(2012)03-0094-03本厂低温甲醇洗工艺是由化学工业第二设计院设1.2对酸性气体夹带甲醇的分析计的七塔工艺流程,通过接收德士古气化炉反应产生满负荷下酸性气体流量为500m/h,出系统前经过的粗煤气,经过35MPa、-38℃的低温甲醇的洗涤,一个气液分离器D-0603,温度为-30~-10℃,压力为分步将HS、COS、CO2等气体吸收之后,把HS≤0.1108kPa左右,从饱和蒸汽压的数据分析,此处未产生mg/m3的净化气送至合成工段合成甲醇。该工艺运行蒸发浪费。再经过几个月的数据分析,酸性气体中甲醇几年来,对HS的洗涤效果比较理想,但始终存在着甲含量低于50mg/m3,证明不存在蒸发浪费。醇消耗量偏高,最高时达到15kg/t,远远高于设计13对净化气体夹带甲醇的分析7kgt的标准。满负荷下净化气流量为60000m3/h,压力高达3.3MPa左右,温度为20℃左右,且塔顶除沫器完好1原因分析通过几个月的分析,甲醇含量均低于50mg/m3,因此此处也不存在浪费甲醇的可能性。在生产过程中,根据装置运行的各项参数,对造成14对甲醇水精馏塔的分析甲醇消耗高的原因进行了分析论证,结果如下:该塔的进料换热器E-0613自2009年9月开始内11对CO2尾气夹带甲醇的分析漏,塔底废水中甲醇含量达到2%左右,10月检修拆满负荷下CO2尾气流量为30000mh左右,用冷开封头发现列管内漏,堵漏后投入运行,但从2009年却后40℃低压锅炉给水洗涤尾气进口温度设计值为12月至2010年3月先后出现了四次泄漏,经过反复40℃,尾气出口甲醇含量设计值为190mgm3,但是通堵漏后,堵住的列管数量超过了全部的20%,不得不过几次取样分析发现,甲醇含量都在800mg/m3左右,更换该换热器。针对泄漏的原因分析认为进料的甲醇远远大于设计值。而后对尾气洗涤塔的各项参数进行水溶液中含有回收的喷淋甲醇,吸收原料气中的HS分析,发现塔底温度过高是主要原因,根据安托因公式当甲醇和水混合后,HS对碳钢材质的E-0613产生强计算(P=exp16.5723-3626.55(7-34.29)),甲醇的温度烈腐蚀,因此在以后的选材中,对E-0613选用不锈钢和饱和蒸汽压的关系(见表1)材质。表1甲醇的温度和饱和蒸汽压的关系在设备问题处理完之后,塔顶甲醇蒸汽中水含量温度咒℃0510152025303540以及塔底废水中甲醇含量依然存在不合格的情况,在他和蒸汽压AP2395540730976129168218279354对该塔的各项参数进行分析后,对该工艺进行了重新优化调节,将三段进料改到下部18层塔板进料,其余通常尾气洗涤塔的压力为30-40kPa,温度为20~参数(见图1)。30℃,从表1中数据看出洗涤塔温度过高会造成甲醇1.对系的蒸发浪费,是造成尾气中甲醇超标的主要原因。低温aYH中国煤化工约分析CNMHG源为冷冻站、闪蒸收稿日期:2012-01-09第3期何鹏降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗技术改造T063884℃可以看出主要原因是塔底温度过高导致的,只要降低甲醇蒸气温度就行,但过低的温度影响设备寿命,另外对后续甲甲醇3m3醇水塔的进料温度也有影响,还会加大能耗。因此需从两方面着手,一方面适当加大塔顶洗涤水量,另一方面T-0607需要适当降低塔底温度才行针对加大洗涤水做以下调节,以下为2010年7月E-0613T063785℃调整后报表数据统计(见图2)。甲醇、水9m310洗涤水八m/h)6排放气甲醇水8m3m10642124℃20图1低温甲醇洗工艺改造流程图3579111315171921232729(气提)、冷却水和节流,其中最主要的冷量是由冷冻站图2洗涤水调节示意图和闪蒸提供的。如果系统冷量不足,温度上升,为了保从图2中可以看出,洗涤水控制在7~8m3左右对证净化气的合格,不得不通过加大甲醇循环量来保证,指标控制比较合适。而甲醇循环量的加大则会造成温度的进一步升高形其次针对塔底温度做以下调节,以下为2010年8成恶性循环,导致甲醇的浪费。月份调整后报表数据统计(见图3)。2009年装置运行过程中,发现氨冷器各出口温度逐渐由原来的-30℃上升到了-25℃,经检查发现氨冷器有内漏现象,导致甲醇和氨的换热效果不良,利用大检修对氨冷器进行了处理,各氨冷器出口温度恢复正常。同时在处理过程中发现氨压缩机出口的气氨冷凝05050塔底温度排放气甲醇(×100mgm3)器也存在内漏情况,进行了列管堵漏。2010年装置运行过程中,再次发现氨压缩机出口的气氨冷凝器存在换热效果不良,氨压缩机系统压力较高,负荷加不起来,后期运行中两台压缩机只能勉强11131维持负荷20%左右,导致低温甲醇洗系统冷量严重不图3塔底温度调节示意困足。通过分析判断,是气氨冷凝器再次发生严重内漏所从图3中可以看出,塔底温度控制为11-14℃左致,当检修拆开封头后发现,该换热器下部已经被碳铵右对指标控制比较合适。结晶堵死,列管严重泄漏,更换后重新投用后,低温甲(2)针对甲醇水塔超标的问题,从工艺角度分析主醇洗各项指标恢复正常。要是塔底温度和进料位置的问题。调整前塔底温度为其次在工艺调整方面,主要从气提闪蒸方面着手,122℃左右,进料位置在中部22层塔板,但是塔顶和CO2闪蒸塔的三段和HS浓缩塔二段分别采用低压氮塔底经常出现超标现象,为了控制塔底指标合格,将塔气气提,气提后的温度分别为-58℃和-49℃,而设计底温度提高到124℃以上,同时为了保证塔顶的产品温度是65℃和-47℃,还有降低的空间。如果降低这质量,将进料位置改在下部18层塔板,增加了精馏段两个温度,将直接影响净化气的主洗甲醇和精洗甲醇的塔板数。经过此次调整,甲醇水塔各项指标恢复到了的温度在保证净化气合格的前提下在一定程度上降正常范围内。低甲醇循环量,为系统的优化操作和节能降耗都有很(3)针对H中国煤化工面解决设备的大的帮助。问题,另一方CNMHG大了气提氮气2措施制定的用量,适当提高了这两个地方氨冷器的负荷,经过段时间的摸索,CO2闪蒸塔的三段和H2S浓缩塔二段对尾气洗涤塔甲醇超标的问题,从以上分析(下转第105页)方数据第3期方曦等防垢剂ⅹCZ-1的合成及其性能评价研究105防垢时间:防垢率随防垢时间增加而略有降低,当防垢参考文獻时间为10~35h时,防垢率在60%以上。防垢时间达[1]张宏祥.气井排水采气过程中碳酸钙垢的形成与防止[]50h,防垢率降至5875%,因此该防垢剂稳定性能较石油天然气化工,1993,22(1):29-34.好。[2]周本省.工业水处理技术[M],北京:化学工业出版社,1997,2.④防垢剂加量、防垢时间和防垢温度不变,改变溶液pH值:溶液pH值为7-9范围内,防垢率能保持在[3]龙荷云,循环冷却水处理[M],南京江苏科学技术出版社,1984:205-20860%以上。而当pH值大于9时,防垢率随pH值的增[4]孙海虹,邓皓,张欣,油气田除垢机理与应用技术探计[1大迅速减小。断块油气田,1999,6(5):47⑤防垢剂加量防垢时间、溶液pH值和防垢温度[5]尹先清等.油田注λ水碳酸钙垢结垢机理分析与结垢预测不变,变化矿化度和成垢离子浓度:矿化度为10536mg/L[J].石油勘探开发,2002,29(3):85-87Ca2浓度为413mg时,防垢率达到8833%,此矿化[6]秦薇.油田注水过程中的化学反应和离子调控方法研究度下防垢剂有优良的防垢性能。矿化度达50000gD.西南石油学院硕士学位论文,200以上后防垢效果急剧下降。[7]岳萱,乔卫红等.曼尼希反应与木质素的改性[J].精细化(3)考察了十二烷基苯磺酸钠对防垢性能的影响:工,2001,18(4):670-672在防垢剂加量为20mg/时,加入表面活性剂后垢的[8]万道正,曼尼希反应和曼尼希碱化学[M].北京:科学出版社,1986:18-28状态由粒状变成了絮状,防垢率提高5%左右。该表面[9]sY丌5673-93,油田用防垢剂性能评定方法[S].1993,2-3.活性剂与防垢剂复配后起到了一定的协同效应。[10]陈集,饶小桐,蒋小惠.波谱分析[M].成都:电子科技大(4)对XCZ-1的防MgCO3垢性能进行评价,当防学出版社,2003:37-101垢剂加量为20mg/L,70℃下恒温25h时防垢率为[11]常建华,董绮功编著,波谱原理及解析[M].北京:科学出71.36%。版社,2005.(5)对XCZ-1的防BaCO3垢性能进行评价,当防[12]邓芹英,刘岚,邓慧敏编著波谱分析教程[M].北京:科垢剂加量为20mg/L,70℃下恒温25h时防垢率为学出版社,2003(上接第95页)的温度降低到了-63℃和-54℃,使洗涤净化气的贫甲降低甲醇生产成本约528万元。醇温度由原来的-37℃降低到了-41℃,使得同等负荷条件下,贫甲醇的循环量降低了10m沿左右,对降低参考文献甲醇消耗以及降低能耗方面都有一定作用。[1]杨洪文,等低温甲醇洗尾气组分的改善方案选择[J!低温和特气,2004,2(1):21-233结语[2]张晓军.低温甲醇洗装置甲醇污染物分析[J].大氮肥,2002,25(3):188-189经过改进工艺和设备,使低温甲醇洗工段的甲醇[3]刘伟.降工艺的甲醇消耗[J.小氩肥消耗由最初的15kg/t降低到了5kg/t,按照本厂一套2010,38(1中国煤化工装置20000吨/月产量,每吨甲醇2200元计算,每年CNMHG