低溫甲醇洗裝置的優化

低溫甲醇洗裝置的優化楊亮亮，李慧,鵬，楊晶(河南晉控天慶煤化工有限責任公司，河南沁陽454500)河南晉控天慶煤化工有限責任公司年產30萬t合成氨、52萬t尿素、副產5X108m3工業燃氣(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，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過循環再生重新利用。熱再生塔(T05)再生系統經再沸器再生加熱，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，經過復熱送往硫回收工段，分離后的甲醇回收至回流槽(V01)。預洗系統包括共沸塔(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，甲醇水塔主要作用是將甲醇水分離回收甲醇蒸汽，產生的廢水送往生化水處理。同時當變換氣體中含有油類物質時，會在V02中將油類物質分離，送往石腦油儲罐。2出現的問題及改造措施1S04頂部出口氣相管線堵塞硫化氫富氣又稱酸性氣，根據有關文獻，氨和甲醇為極性物質，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，導致酸性氣排出不暢，系統憋壓，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中氣體不經過換熱直接串入外排酸性氣中。針對外排不暢，關閉熱再生氣冷卻器(E012)的循環水，將E012出口氣相溫度控制在65經過提溫后，在S04頂部溫度會上漲至0P以上。短暫運行后，再將循環水恢復至正常運行開度，酸性氣管線壓差明顯降低。酸性氣分液罐在液位滿時，發生虹吸效應，是導致酸性氣壓力周期性波動的原因。利用系統停車大修的機會，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的穩定運行。2.2V01中甲醇的油含量高隨著低溫甲醇洗系統長時間運行，變換氣中攜帶的油類物質會通過預洗系統帶入到V01中，當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，導致循環量過大、系統能耗增加、系統溫度升高，同時甲醇消耗變大。為杜絕類似現象的發生，加入部分水,將甲醇中溶解的油類物質萃取分層，作為日常取樣判斷分析的依據。當甲醇中油類物質的體積分數超過三分之一時，通過V01底部導淋排至地下槽，最終排出系統；同時向系統中補充新鮮甲醇，保證其純度。原設計中，V01底部的回流泵出口自調閥后有退液管線至預洗系統,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,導致甲醇無法被再生利用，造成浪費。系統停車大修期間，將退液管線改至回流泵(P61306)出口閥前，解決了設計上的缺陷。3S02堵塞來自變換的粗煤氣在經過降溫冷卻后進入S02。因分離氣體中攜帶水分等雜質，在實際運行過程中，當環境溫度較低時，S02排液管線發生堵塞，分離出的物質無法正常送出系統。通過拆檢、取樣分析，該不明物質溫度低于100C時，由固態變為液態。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，管線未再發生堵塞現象，降低了檢修的頻率。系統水含量高低溫甲醇洗系統停車檢修期間，管道設備內部用大量的水進行清洗,導致開車過程中系統水含量高。有關文獻記載，當貧甲醇中水質量分數超過4%時，硫化氫在貧甲醇中溶解度大幅下降［3］。系統貧甲醇體積分數長期高于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，發現T05再沸器和甲醇水塔(T09)再沸器發生泄漏。切換再沸器，將泄漏的再沸器切出系統后堵漏，最終成功降低了低溫甲醇洗中的水含量，保證了生產穩定運行。系統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，外排二氧化碳產品氣中攜帶甲醇體積分數為100X10-6,預洗閃蒸塔(T07)二段氣體排往酸性氣火炬管線，其中甲醇體積分數為200X10-6。為降低系統甲醇消耗，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，發現其中的降液管線脫落。將管線恢復后，二氧化碳中甲醇體積分數最低降至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計值的問題。洗滌塔的一側預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］。兩個洗滌塔實現并聯運行，降低了排放氣中甲醇含量，進而降低了系統甲醇消耗。壓力容器產生裂紋在系統停車大修時，通過對壓力容器檢驗檢測，發現了貧富甲醇換熱器(E010)外殼有裂紋。根據設備材質、使用條件，針對性地檢修設備，保證了設備的穩定運行，后期運行過程中未發生同類問題。3結語從全國煤