第一凈化廠甲醇回收裝置運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問題整改措施

1、第一凈化廠甲醇回收裝置運(yùn)行現(xiàn)狀分析及整改措施第一采氣廠采氣工藝研究所二00五年八月第一凈化廠甲醇回收裝置運(yùn)行現(xiàn)狀分析及整改措施甲醇回收裝置是氣田污水處理系統(tǒng)的重要組成部分,其采用常壓精餾原理，利用甲醇和水的沸點(diǎn)差異將二者分離，使處理后的污水含醇量小于0.1%，回收的甲醇濃度大于95%。為了滿足氣田污水的處理需要，2000年第一凈化廠對甲醇回收裝置進(jìn)行了改擴(kuò)建，增加了一具處理能力為100m3/d的精餾塔及配套設(shè)備，使第一凈化廠含醇污水的設(shè)計(jì)處理能力達(dá)到了150m3/d。一、概況1、工藝流程簡介自集氣站來的含醇污水被存儲在粗濾池內(nèi)，通過無密封自吸泵把含醇污水轉(zhuǎn)入含醇污水罐，在轉(zhuǎn)水過程中，通過加藥裝

2、置向轉(zhuǎn)水管線的含醇污水加入PH調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉、氧化劑雙氧水后以及絮凝劑2B后進(jìn)入污水儲罐內(nèi)充分反應(yīng)、沉降，除去含醇污水中的大部分雜質(zhì)。自含醇污水儲罐來的原料水PH值被調(diào)節(jié)到7.58.5之間，利用靜壓進(jìn)入原料氣過濾器過濾，通過原料水泵加壓后，進(jìn)入進(jìn)料預(yù)加熱換熱器，被塔底出水預(yù)加熱至約65后，進(jìn)入進(jìn)料加熱器，用蒸汽加熱至泡點(diǎn)溫度（87.7）后，通過29層塔盤處的進(jìn)料口進(jìn)入甲醇精餾塔分成氣液兩相。液相從上而下與從下而上的蒸汽逆流接觸，蒸出其中的輕組分甲醇，部分塔底水流入釜式重沸器用蒸汽加熱汽化后返回塔底，部分水作為塔底產(chǎn)品，給原料水加熱后溫度降至40左右進(jìn)入污水回注罐。甲醇蒸汽由塔頂流出經(jīng)冷凝器冷凝

3、至飽和液體，進(jìn)入回流罐，部分甲醇加壓回流至塔頂，部分甲醇作為產(chǎn)品經(jīng)冷卻至溫度低于40進(jìn)入產(chǎn)品甲醇儲罐。圖1 第一凈化廠預(yù)處理工藝流程簡單示意圖圖2 第一凈化廠甲醇回收裝置工藝流程示意圖2、主要設(shè)計(jì)參數(shù)下表是第一凈化廠兩套甲醇回收裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)。表1 第一凈化廠兩套甲醇回收裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)裝置號處理能力進(jìn)料溫度進(jìn)料壓力塔頂溫度塔頂壓力塔底溫度塔底壓力1#50m3/d87.71.40atm65.81.20atm105-1102#100m3/d901.40atm65.8常壓105-110裝置號回流液溫度回流壓力污水甲醇含量產(chǎn)品甲醇純度塔底甲醇含量設(shè)計(jì)回流量1#401.40atm37%(wt)95%(w

4、t)0.1%(wt)1.25 m3/h2#401.40atm20%(wt)95%(wt)0.1%(wt)2.8 m3/h二、運(yùn)行現(xiàn)狀1、第一凈化廠污水特點(diǎn)第一凈化廠甲醇回收裝置處理的含醇污水有“四高一低”特點(diǎn)（礦化度較高，Ca2+、Mg2+、Fe2+等高價(jià)金屬陽離子含量較高，水中游離CO2、HCO3-含量較高，水中機(jī)雜和乳化油含量較高，PH值較低），這些特點(diǎn)導(dǎo)致甲醇回收裝置一直運(yùn)行不平穩(wěn)，在生產(chǎn)中易出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕等問題。2、第一凈化廠運(yùn)行現(xiàn)狀近幾年針對這些問題，對甲醇回收裝置進(jìn)行了一些相應(yīng)改造，甲醇回收裝置運(yùn)行情況有一定改善。但自2004年冬季以來第一凈化廠甲醇回收裝置又逐漸暴漏出一些問題。來

5、料水量大，含醇濃度低據(jù)統(tǒng)計(jì)，在冬季高峰期運(yùn)行期間，2004年11月份，處理負(fù)荷最重，當(dāng)月原料水平均濃度4.65%，日平均回收含醇污水量170.41m3，裝置日平均處理量155.76m3；2005年15月份，原料水平均濃度7.34%，裝置日平均處理量121.45 m3。裝置處理的含醇污水PH值呈酸性第一凈化廠為了解決甲醇回收裝置的腐蝕結(jié)垢問題，對含醇污水增加了預(yù)處理裝置，盡量除去污水中的CO2、H2S，將PH值調(diào)節(jié)到7.58.5，降低污水中的乳化油含量和機(jī)雜含量，并加入耐高溫抗鹽緩蝕阻垢劑。隨著氣田規(guī)模的不斷擴(kuò)大，氣田含醇污水量也相應(yīng)增大，第一凈化廠甲醇回收裝置運(yùn)行負(fù)荷偏重，且隨氣田的開發(fā)含醇污

6、水的性質(zhì)可能有一些變化，污水預(yù)處理系統(tǒng)的加藥量和加藥配比未及時(shí)調(diào)整。2005年1月份以來，第一凈化廠甲醇回收裝置處理的含醇污水PH值在5.379.25之間，平均為6.65，PH值的偏低使原料水呈酸性，影響了絮狀沉淀的生成，增加了裝置的腐蝕、結(jié)垢傾向。設(shè)備腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重日常運(yùn)行中，原料水換熱器、重沸器等設(shè)備易腐蝕穿孔，原料水換熱器、進(jìn)料管線、塔盤等設(shè)備易結(jié)垢。2005年6月13日將2#精餾塔打開發(fā)現(xiàn)，進(jìn)料口及回流液入口處塔盤結(jié)垢嚴(yán)重，提餾段塔盤支撐及折流板、溢流堰腐蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致塔盤坍塌。圖3 進(jìn)料口結(jié)垢圖 圖4 提餾段塔腐蝕盤坍塌圖2005年7月份長慶石油勘探局鍋爐壓力容器檢測站檢測出第一凈化廠

7、100m3/d甲醇精餾塔腐蝕五級，存在嚴(yán)重安全隱患，因此，該塔目前已停止運(yùn)行。（4）精餾塔塔頂溫度、產(chǎn)品甲醇濃度等運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值2004年冬季以來，甲醇回收裝置在生產(chǎn)中表現(xiàn)出塔頂溫度、塔頂壓力等運(yùn)行參數(shù)長期偏離設(shè)計(jì)值。1#、2#精餾塔塔頂溫度在72以上；2#精餾塔塔頂壓力、塔底壓力在50Kpa以上；產(chǎn)品甲醇濃度在15.2195.54%之間。3、三座凈化廠的甲醇回收裝置運(yùn)行參數(shù)對比 下表是靖邊氣田三座凈化廠的甲醇回收裝置運(yùn)行情況的對比。表2 靖邊氣田三座凈化廠的甲醇回收裝置運(yùn)行情況對比表裝置號對比項(xiàng)目第一凈化廠1#裝置第一凈化廠2#裝置第二凈化廠第三凈化廠設(shè)計(jì)值運(yùn)行值設(shè)計(jì)值運(yùn)行值設(shè)計(jì)值運(yùn)行值

8、設(shè)計(jì)值運(yùn)行值處理能力（m3/d）5050-6010090-12010090-1205050-65進(jìn)料溫度（）87.770-809075-808868-7287.786-96污水甲醇含量（%）371-10201-102018-30153-32進(jìn)料壓力（kpa）42.136-2042.1340-80無監(jiān)測100-200塔頂溫度（）65.870-8065.875-85686066-6760-63塔頂壓力（kpa）20.262-5040-7540000塔底溫度（）105-110102-107105-110105-108105-11094-99105-110100-102塔底壓力（kpa）23.346.

9、620-3512.214.250-80600-45193910-25產(chǎn)品甲醇純度（%）95809530-9095909590塔底甲醇含量（%）0.10.10.10.10.100.10.1回流量（m3/h）1.252.81-2.51.51.41.2從表中數(shù)據(jù)分析：1、四套甲醇回收裝置均能保持相對應(yīng)的處理能力，在冬季高峰期時(shí)，均處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，從塔的操作彈性85%115%來看，各塔在最大處理量時(shí)，均超過了115%的處理上限，表現(xiàn)出良好的操作彈性。從塔的現(xiàn)場操作看，負(fù)荷達(dá)到120%后，主要表現(xiàn)出塔底水甲醇含量不一，容易超出外排標(biāo)準(zhǔn)（0.1%）；塔頂溫度偏高，影響產(chǎn)品甲醇濃度的問題。因此，精餾塔操

10、作負(fù)荷應(yīng)控制115%為宜。2、從原料水含醇量分析，第一凈化廠原料水含醇量遠(yuǎn)低于第二、第三凈化廠，在低含醇濃度下，制約了精餾塔的正常操作，使塔的幾個(gè)重要操作參數(shù)（如：塔頂溫度、塔頂壓力、回流量等）偏離設(shè)計(jì)值，造成精餾塔無法實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行、換熱器負(fù)荷過重、產(chǎn)品甲醇濃度偏低等問題。下表是各凈化廠甲醇回收裝置預(yù)處理系統(tǒng)日常加藥情況。表3 各凈化廠甲醇回收裝置預(yù)處理系統(tǒng)日常加藥對比情況表裝置號對比項(xiàng)目第一凈化廠第二凈化廠第三凈化廠設(shè)計(jì)值運(yùn)行值設(shè)計(jì)值運(yùn)行值設(shè)計(jì)值運(yùn)行值NaOH（kg/m3）0.5L/ m30.5L/ m30.3-0.5 0.3-0.5 0.7810.781H2O2（L/m3）0.05-0.1

11、 0.05-0.1 0.2790.2792B（ml/m3）4 L/ m32-4 L/ m31-2mg/L1-2mg/L3.1253.125緩蝕阻垢劑（L/m3）0.04-0.06 0.04-0.06 0.1450.145PH值控制范圍7.5-87.5-8從上表的加藥數(shù)據(jù)以及凈化廠甲醇裝置實(shí)際運(yùn)行情況分析：控制含醇污水PH值是加藥的重要環(huán)節(jié)，PH控制在堿性條件下（7.58.5），對后續(xù)H2O2、2B的加入產(chǎn)生絮狀沉淀，并及時(shí)沉降有著重要的影響。從這點(diǎn)分析，第一凈化廠在加入NaOH調(diào)節(jié)PH過程中，因?yàn)樗|(zhì)成份的變化以及提升泵流量的增大，未及時(shí)調(diào)整NaOH加入量，導(dǎo)致含醇污水PH值長期處于酸性條件，

12、15月平均僅為6.65，嚴(yán)重影響了后續(xù)藥劑作用的發(fā)揮，影響了沉淀的生產(chǎn)，加重了裝置的結(jié)垢、腐蝕傾向。三、運(yùn)行現(xiàn)狀分析 1、含醇污水濃度低于設(shè)計(jì)值運(yùn)行，加重了裝置的運(yùn)行負(fù)荷1#精餾塔設(shè)計(jì)的含醇污水濃度為37%，2#精餾塔設(shè)計(jì)的含醇污水濃度為20%，而實(shí)際運(yùn)行中含醇污水濃度平均只有10%以下。造成操作中存在如下的問題：（1）由于含醇污水中甲醇濃度低，在設(shè)計(jì)的進(jìn)料溫度下進(jìn)料，甲醇相對的汽化率低，降低了精餾塔的實(shí)際精餾效率；（2）由于原料水濃度的嚴(yán)重偏離，目前的精餾塔塔板數(shù)不能滿足精餾要求。（3）由于氣田含醇污水量大，第一凈化廠甲醇回收裝置的運(yùn)行負(fù)荷較大，因此，為了獲得較高的汽化率，就要提高進(jìn)料溫度。

13、隨著進(jìn)料溫度的升高，部分水也被汽化，和甲醇一起被精餾出來，導(dǎo)致產(chǎn)品甲醇含量不合格；并且隨著進(jìn)料溫度的升高，塔內(nèi)的溫度梯度被改變，這就會導(dǎo)致塔頂溫度升高，加重了冷凝器的運(yùn)行負(fù)荷。2、冬季含醇污水量大，罐存居高不下，沉降罐不能發(fā)揮作用第一凈化廠2004年冬季生產(chǎn)中三座含醇污水罐平均罐存不低于72%，由于罐存污水液位高，含醇污水在去甲醇回收裝置進(jìn)行處理前未得到充分反應(yīng)、沉降的時(shí)間。3、前處理系統(tǒng)的加藥配比及加藥量未及時(shí)調(diào)整甲醇回收裝置通過添加NaOH來調(diào)解含醇污水的PH值，但第一凈化廠處理的含醇污水的PH值呈酸性，因此，甲醇回收裝置長期在酸性條件下運(yùn)行，加劇了裝置的腐蝕；通過添加雙氧水和2B來氧化、

14、絮凝含醇污水中的雜質(zhì)，而第一凈化廠在實(shí)際運(yùn)行中原料水換熱器和加熱器中常被絮狀雜質(zhì)堵塞，其主要原因是加藥后的含醇污水未經(jīng)過充分反應(yīng)、沉降就被抽入甲醇回收裝置處理，在原料水換熱器和加熱器等溫度較高的地方加快了雙氧水、2B與含醇污水的反應(yīng)，污水中的雜質(zhì)在這些地方沉降聚集起來，導(dǎo)致?lián)Q熱器、進(jìn)料管線堵塞，進(jìn)料口、塔盤等位置結(jié)垢。4、精餾塔塔頂冷凝器冷卻循環(huán)水進(jìn)口溫度偏高由于發(fā)電廠一直使用第一凈化廠的循環(huán)水，并且用量較大，隨著2003年第一凈化廠的改擴(kuò)建裝置的投產(chǎn)，循環(huán)水的需用量也相應(yīng)增加，導(dǎo)致循環(huán)水進(jìn)甲醇回收裝置溫度較2002年以前升高了9，甲醇回收裝置塔頂冷凝液不能被冷卻到設(shè)計(jì)值（40），回流溫度偏高

15、，改變了精餾塔內(nèi)的溫度梯度，產(chǎn)品甲醇濃度不合格。四、整改措施及建議針對第一凈化廠甲醇回收裝置運(yùn)行中存在的問題，特制定以下整改措施：1、對第一凈化廠含醇污水的性質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)合目前粗濾池提升泵的正常排量，調(diào)整加藥配比和加藥量，確保預(yù)處理運(yùn)行參數(shù)控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)；2、對甲醇回收裝置進(jìn)行一次全面檢修，清除設(shè)備管線內(nèi)的污垢，塔盤安裝嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求來實(shí)施，對腐蝕嚴(yán)重的進(jìn)行整改；3、聯(lián)系原設(shè)計(jì)單位，在精餾塔不變的前提下，對低含醇污水處理控制參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果在現(xiàn)場進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，摸索該裝置的的最佳運(yùn)行參數(shù)；4、集氣站應(yīng)嚴(yán)格控制含醇、不含醇污水的分開拉運(yùn)。建議：1、建議第一凈化廠開展進(jìn)料水濁度檢測，制定進(jìn)料水濁度標(biāo)準(zhǔn)；（有無必要測濁度？）2、根據(jù)每天檢測的PH值、濁度等化驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整加藥量，定期分析含醇污水的性質(zhì)，