低溫甲醇洗裝置的優(yōu)化

低溫甲醇洗裝置的優(yōu)化楊亮亮，李慧,鵬，楊晶(河南晉控天慶煤化工有限責(zé)任公司，河南沁陽454500)河南晉控天慶煤化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)30萬t合成氨、52萬t尿素、副產(chǎn)5X108m3工業(yè)燃氣(LNG)項目，配套低溫甲醇洗裝置。1低溫甲醇洗低溫甲醇洗工段主要起到凈化氣體的作用，來自變換工段的粗煤氣經(jīng)過降溫冷卻后，在粗煤氣分離器(S02)分離氣體中攜帶的水、不飽和碳氫化合物等雜質(zhì)，之后氣體進入低溫甲醇洗的脫硫塔和二氧化碳吸收塔，送往液氮洗工段。吸收完氣體的甲醇溶液經(jīng)過循環(huán)再生重新利用。熱再生塔(T05)再生系統(tǒng)經(jīng)再沸器再生加熱，甲醇溶液中閃蒸出的硫化氫冷卻后，在硫化氫氣體分離器(S04)分離甲醇，經(jīng)過復(fù)熱送往硫回收工段，分離后的甲醇回收至回流槽(V01)。預(yù)洗系統(tǒng)包括共沸塔(T08)、甲醇水塔、萃取器(V02),其中T08主要作用是將甲醇水中的油加熱后從塔頂冷凝分離排出系統(tǒng)，甲醇水塔主要作用是將甲醇水分離回收甲醇蒸汽，產(chǎn)生的廢水送往生化水處理。同時當(dāng)變換氣體中含有油類物質(zhì)時，會在V02中將油類物質(zhì)分離，送往石腦油儲罐。2出現(xiàn)的問題及改造措施1S04頂部出口氣相管線堵塞硫化氫富氣又稱酸性氣，根據(jù)有關(guān)文獻，氨和甲醇為極性物質(zhì)，相似相容。在常溫常壓下，氨極易在甲醇中溶解，其在甲醇中的溶解度是硫化氫的10多倍、二氧化碳的60多倍［1］。S04頂部出口氣相管線前后壓差高，通過分析底部排出的甲醇得知，其中含有氨鹽。氨與硫化氫在此處生成硫化鐵，并隨氣體流動進入氣相管道［2］。鐵鹽在此處聚集，導(dǎo)致酸性氣排出不暢，系統(tǒng)憋壓，影響正常運行。同時酸氣分液罐液底部有“U”型彎，正常運行時罐中有一定的液位，起到水封的作用，防止V01中氣體不經(jīng)過換熱直接串入外排酸性氣中。針對外排不暢，關(guān)閉熱再生氣冷卻器(E012)的循環(huán)水，將E012出口氣相溫度控制在65經(jīng)過提溫后，在S04頂部溫度會上漲至0P以上。短暫運行后，再將循環(huán)水恢復(fù)至正常運行開度，酸性氣管線壓差明顯降低。酸性氣分液罐在液位滿時，發(fā)生虹吸效應(yīng)，是導(dǎo)致酸性氣壓力周期性波動的原因。利用系統(tǒng)停車大修的機會，在酸性氣分液罐排液管線最高點增加閥門。排氣閥門投入使用后，保證酸性氣分液罐液位始終保持穩(wěn)定液位，有效避免酸性氣壓力波動，保證了后工段硫回收系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。2.2V01中甲醇的油含量高隨著低溫甲醇洗系統(tǒng)長時間運行，變換氣中攜帶的油類物質(zhì)會通過預(yù)洗系統(tǒng)帶入到V01中，當(dāng)V01中甲醇的油含量較多時，會影響甲醇對二氧化碳和硫化氫的吸收，導(dǎo)致循環(huán)量過大、系統(tǒng)能耗增加、系統(tǒng)溫度升高，同時甲醇消耗變大。為杜絕類似現(xiàn)象的發(fā)生，加入部分水,將甲醇中溶解的油類物質(zhì)萃取分層，作為日常取樣判斷分析的依據(jù)。當(dāng)甲醇中油類物質(zhì)的體積分數(shù)超過三分之一時，通過V01底部導(dǎo)淋排至地下槽，最終排出系統(tǒng)；同時向系統(tǒng)中補充新鮮甲醇，保證其純度。原設(shè)計中，V01底部的回流泵出口自調(diào)閥后有退液管線至預(yù)洗系統(tǒng),實際運行過程中，由于壓力不足無法將V01中的甲醇液送往V02,導(dǎo)致甲醇無法被再生利用，造成浪費。系統(tǒng)停車大修期間，將退液管線改至回流泵(P61306)出口閥前，解決了設(shè)計上的缺陷。3S02堵塞來自變換的粗煤氣在經(jīng)過降溫冷卻后進入S02。因分離氣體中攜帶水分等雜質(zhì)，在實際運行過程中，當(dāng)環(huán)境溫度較低時，S02排液管線發(fā)生堵塞，分離出的物質(zhì)無法正常送出系統(tǒng)。通過拆檢、取樣分析，該不明物質(zhì)溫度低于100C時，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。為保證管線排液順暢，在管線增加低壓蒸汽伴熱，同時做好保溫。投入使用后，管線未再發(fā)生堵塞現(xiàn)象，降低了檢修的頻率。系統(tǒng)水含量高低溫甲醇洗系統(tǒng)停車檢修期間，管道設(shè)備內(nèi)部用大量的水進行清洗,導(dǎo)致開車過程中系統(tǒng)水含量高。有關(guān)文獻記載，當(dāng)貧甲醇中水質(zhì)量分數(shù)超過4%時，硫化氫在貧甲醇中溶解度大幅下降［3］。系統(tǒng)貧甲醇體積分數(shù)長期高于L5%,無法有效降低，通過取樣分析再沸器蒸汽冷凝液中的甲醇含量，發(fā)現(xiàn)T05再沸器和甲醇水塔(T09)再沸器發(fā)生泄漏。切換再沸器，將泄漏的再沸器切出系統(tǒng)后堵漏，最終成功降低了低溫甲醇洗中的水含量，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定運行。系統(tǒng)甲醇消耗高實際運行過程中，進裝置粗煤氣體積流量為35萬m3/h時，低溫甲醇洗系統(tǒng)月度消耗甲醇量為150t,消耗偏大。通過取樣分析，外排二氧化碳產(chǎn)品氣中攜帶甲醇體積分數(shù)為100X10-6,預(yù)洗閃蒸塔(T07)二段氣體排往酸性氣火炬管線，其中甲醇體積分數(shù)為200X10-6。為降低系統(tǒng)甲醇消耗，改變工藝操作。首先將T07二段的氣體回收至T04二段，回收其中的甲醇，同時利用停車大修，對二氧化碳閃蒸段進行拆檢，發(fā)現(xiàn)其中的降液管線脫落。將管線恢復(fù)后，二氧化碳中甲醇體積分數(shù)最低降至10X10-6o通過回收這兩種氣體中的甲醇，同樣負荷的工況下，甲醇月度消耗量降低至110t,有效控制了生產(chǎn)成本。同時通過增加尾氣洗滌塔解決排放氣運行過程中實際流量大于設(shè)計值的問題。洗滌塔的一側(cè)預(yù)留檢修場地以滿足塔的吊裝、塔板裝卸，塔的人孔、手孔朝向檢修。同時在設(shè)計塔的裙座高度充分考慮泵的汽蝕余量要求［4］。兩個洗滌塔實現(xiàn)并聯(lián)運行，降低了排放氣中甲醇含量，進而降低了系統(tǒng)甲醇消耗。壓力容器產(chǎn)生裂紋在系統(tǒng)停車大修時，通過對壓力容器檢驗檢測，發(fā)現(xiàn)了貧富甲醇換熱器(E010)外殼有裂紋。根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、使用條件，針對性地檢修設(shè)備，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運行，后期運行過程中未發(fā)生同類問題。3結(jié)語從全國煤