超濾器在低溫甲醇洗裝置中的應(yīng)用資料

1、第48卷 第3期2010年6月化肥設(shè)計ChemicalFertilizerDesignJune201051技改節(jié)能超濾器在低溫甲醇洗裝置中的應(yīng)用高 揚(臨泉化工股份有限公司,安徽臨泉 236400)中圖分類號:TQ223.121 文獻標識碼:B 文章編號:1004-8901(2010)03-0051-02安徽臨化股份有限公司現(xiàn)有3套變換氣凈化裝置,其中2套為碳酸丙烯脂脫碳,1套采用低溫甲醇洗脫硫、脫碳工藝流程。低溫甲醇洗裝置于2008年10月運行至今。低溫甲醇洗工藝是目前凈化裝置中運行成本較低的一種脫硫脫碳工藝。根據(jù)公司的2套碳酸丙烯脂脫碳工藝的運行經(jīng)驗,若要保證低溫甲醇洗裝置的長周期穩(wěn)定運行

2、,不僅要保證甲醇循環(huán)液的純凈,不受污染,而且要保證低溫甲醇洗工藝中的低溫甲醇溫度達到-62 ,以保持液體的低溫特性。故經(jīng)綜合考慮,本公司在低溫甲醇洗裝置試車前增設(shè)了采用超濾技術(shù)的超濾器設(shè)備。是氣體通路中的換熱器等設(shè)備。腐蝕的主要原因是生成了羰基鐵,特別是Fe(CO)5和含硫的羰基鐵,后者是生成Fe(CO)5過程的中間產(chǎn)物,H2S的存在會明顯地促進CO和Fe反應(yīng)。這些溶解于甲醇溶液中的羰基化合物,在系統(tǒng)中低溫部分不會發(fā)生分解,而當甲醇溶液進行熱再生時就會發(fā)生分解,形成元素硫和硫化鐵等固體沉淀物。雖然這些顆粒很小,但時間長了很容易在管道和設(shè)備的內(nèi)表面沉積結(jié)垢,造成換熱器、管道和儀表的堵塞。(3)在

3、純凈的甲醇中,H2S和CO2不會對設(shè)備和管線造成腐蝕。在有水存在的情況下,甲醇溶液中的H2S、CO2將使液體經(jīng)過的設(shè)備和管線處于酸性環(huán)境中,從而發(fā)生電化學腐蝕,主要生成物是硫化亞鐵。循環(huán)甲醇中的水含量設(shè)計要求控制在體積分數(shù)1.0%以下,但有時會出現(xiàn)水含量超標的現(xiàn)象,且循環(huán)甲醇中的水含量很難在短時間內(nèi)降下來,因此系統(tǒng)中不可避免地存在電化學腐蝕,產(chǎn)生硫化亞鐵細小顆粒。(4)由加壓氣化爐帶來的灰分,雖然經(jīng)過變換爐觸媒層的過濾,大部分留在變換爐脫毒段內(nèi),但仍有少量的灰分、雜質(zhì)及變換觸媒的微小顆粒,逐漸移至低溫甲醇洗系統(tǒng),從而進入甲醇循環(huán)溶液中。這些物質(zhì)能與溶液形成黏稠狀物質(zhì),一部分沉積于相對靜止的部位

4、,如換熱器的封頭、塔底和管道的低點彎頭等處;一部分在溶液中形成懸浮物,從而使溶液由亮黃色變成墨綠色或深灰色。(5)在CO變換工序,由于氣體的沖刷作用和催化劑的機械強度等方面的原因,催化劑會因磨蝕產(chǎn)生粉末,這些固體雜質(zhì)將隨工藝氣一起被帶出變換爐。雖然在進入低溫甲醇洗系統(tǒng)之前經(jīng)過水洗過程,但仍有部分固體雜質(zhì)被帶入低溫甲醇洗系統(tǒng),進入甲醇溶液中,沉積在管道和設(shè)備的內(nèi)表面,造成換熱器、管道和儀表的堵塞。作者簡介:高揚(1975年-),男,安徽臨泉人,1998年畢業(yè)于安徽化工學校化工藝專業(yè),現(xiàn)從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。1 選擇超濾技術(shù)的目的在低溫甲醇洗裝置運行前和運行過程中會產(chǎn)生一些細小的雜質(zhì)(粉塵及腐

5、蝕產(chǎn)物FeS、NiS等)污染甲醇循環(huán)溶液,這些雜質(zhì)沉積在換熱器管程、殼程,直接影響傳熱效果和堵塞換熱器通道,增加甲醇循環(huán)的阻力,最終造成整個系統(tǒng)冷量嚴重不足,增加各項消耗。在低溫甲醇洗裝置的甲醇循環(huán)泵進口均設(shè)置300目的過濾器,解決了50 m以上雜質(zhì)顆粒的過濾問題,而小于50 m的雜質(zhì)顆粒則容易進入運轉(zhuǎn)泵機械密封的密封面,造成機械密封泄漏,同時也較容易附著在換熱器的換熱管表面。所以小于50 m的雜質(zhì)顆粒是影響泵機械密封使用壽命和換熱器換熱效果的關(guān)鍵所在,亦是影響整個低溫甲醇洗裝置長周期穩(wěn)定運行的重中之重。2 雜質(zhì)產(chǎn)生的原因(1)低溫甲醇洗裝置安裝完畢后,為防止殘存于設(shè)備及管道中的雜質(zhì)污染循環(huán)甲

6、醇液,雖然進行過多次吹除,并用軟水進行了沖洗,但仍不能保證整個系統(tǒng)設(shè)備、管道的清潔。(2)低溫甲醇洗系統(tǒng)中出現(xiàn)腐蝕的部位往往52化肥設(shè)計2010年第48卷3 細微雜質(zhì)顆粒對裝置的影響50 m以下顆粒對系統(tǒng)的影響過程是漸進的,開始并不會對低溫甲醇洗裝置的運行造成大的影響,隨著時間的延長,系統(tǒng)循環(huán)甲醇溶液中懸浮物濃度的增加,對裝置的影響會逐漸顯露出來。具體表現(xiàn)如下。(1)溶液中固體小顆粒造成泵的機械密封磨損加快,填料易泄漏。(2)微小雜質(zhì)沉積于液位變送器的取壓管中,造成儀器測量不準,污染嚴重時還常常堵塞玻璃管液位計。(3)這些細微顆粒黏性較大,極易粘附于換熱器的換熱列管內(nèi)外表面,不僅使換熱效果顯著

7、降低,而且堵塞循環(huán)溶液的通道,阻力增加,從而阻礙系統(tǒng)甲醇液循環(huán)量的增加。(4)循環(huán)甲醇溶液中的高濃度懸浮物會堵塞塔板和填料,致使氣液相形成偏流,塔阻力增大,吸收和解吸效果變差,成為影響系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行的直接因素。(5)循環(huán)甲醇溶液中的懸浮物濃度升高造成循環(huán)溶液在塔內(nèi)起泡,產(chǎn)生液泛現(xiàn)象,塔內(nèi)阻力增加,出塔氣中帶液,裝置被迫減負荷,最終將嚴重影響整個系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。效進行液固分離的良好裝置。低溫甲醇洗系統(tǒng)甲醇溶液存在固體細微顆粒時,超濾器能在短期內(nèi)清除溶液中的污染物,保證系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。同時在系統(tǒng)正常生產(chǎn)時,超濾器能及時過濾掉生產(chǎn)過程中不斷產(chǎn)生的微量雜質(zhì),使甲醇溶液中的雜質(zhì)濃度保持在最低水平,保

8、證了系統(tǒng)連續(xù)正常運轉(zhuǎn)和低溫甲醇洗裝置的經(jīng)濟運行。我公司2臺超濾器處理過濾精度為15 m和7 m,分別布置在冷區(qū)和熱區(qū)。在冷區(qū)對循環(huán)甲醇溶液進行低精度全流量過濾;在熱區(qū)對低溫甲醇溶液進行高精度部分流量過濾。通過全部過濾和部分過濾、低精度過濾和高精度過濾的完美結(jié)合,可以在有限的投資條件下,達到最好的過濾效果。超濾器在低溫甲醇洗裝置的使用效果如下。(1)在系統(tǒng)正常生產(chǎn)時,超濾器能及時過濾掉生產(chǎn)過程中不斷產(chǎn)生的微量污染物,使甲醇溶液中的雜質(zhì)濃度保持在最低水平,低溫甲醇洗裝置投運至今,甲醇溶液中的懸浮物含量小于10mg/L。(2)使用超濾器后,由于固體微粒被及時過濾,換熱器沒有發(fā)生過堵塞現(xiàn)象。從換熱器冷

9、端和熱端溫差表明,裝置換熱效率基本未受到影響,對維持系統(tǒng)冷量平衡起到了重要作用。(3)使用超濾器后,裝置內(nèi)的所有甲醇泵前均配置了300目的濾網(wǎng),甲醇循環(huán)液基本無臟物,降低了操作人員的勞動強度,延長了泵的壽命。收稿日期:2010-01-254 超濾器使用效果超濾器是處理低溫甲醇洗系統(tǒng)細微雜質(zhì)的有(上接第50頁)調(diào)整,改為每周1次的沖擊式殺菌,即用30%濃度的BIO殺菌劑溶液對系統(tǒng)進行循環(huán)浸泡4h,徹底滅殺系統(tǒng)里的細菌和微生物,防止其滋生和繁殖。(7)建立反滲透系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫,成立課題組跟蹤攻關(guān)。(8)定期對礦井水池清淤,以降低來水濁度,調(diào)整出水濁度控制指標,由3ntu改為5ntu。4 改進措施限于現(xiàn)有的水處理裝置已經(jīng)不具備實施較大改動的條件,故技改思路和措施如下。(1)加強凈水站濁度的分析頻次,將加藥量控制在下限,最大程度地避免大量滯后藥劑進入脫鹽水站,以此來緩解多介質(zhì)過濾器和超濾裝置的負荷。(2)系統(tǒng)進行完整徹底的清洗,確保膜完全清洗干凈之后再投入系統(tǒng)使用,同時加強系統(tǒng)的運行管理,在停機或者條件允許時及時進行在線清洗維護。(3)在多介質(zhì)前投加適量的絮凝劑PAC,加強多介質(zhì)的過濾效果,以多介質(zhì)出水濁度小于0.8ntu為宜。-6(4)超濾裝置之前按照1!10的量投加高效小分子絮凝劑。(5)更換現(xiàn)有超濾裝置的超濾膜。(6)對非