低温甲醇洗装置水联运初探

2007年6月大色配.Jun.2007第30卷第3期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.30 No.3低温甲醇洗装置水联运初探任军平(中石化巴陵分公司合成氨部,湖南岳阳,41403)摘要分析低温甲醇洗装 置高中压系统充压介质来源.主甲醇泵密封氮气来源及系统脱盐水温度升高对水联运质量的影响,提出解决上述问题的创新思路,介绍水联运过程控制及创新方法的应用。关键词低温甲醇洗水联运创新效果水联运是低温甲醇洗装置原始开车过程中的口气相操作压力为0.07MPa、下塔为常压, T-重要环节,是人们研究的重要课题。目前,国内配●2204/2205 出口气相操作压力0.12MPao T-2201、套低温甲醇洗装置的大型化工装置一般都带有大T-2202、T-2203、T-2206及各自相关设备组成冷区;型空分,用空分开车来进行低温甲醇洗装置水联T-2204/2205及各自相关设备组成热区。运,消耗大且受空分开车进度的制约,低温甲醇洗装置不能充分进行水联运,达不到全面试车和锻2低温甲醇洗装置水联运过程中遇到的问题炼队伍的目的。巴陵“煤代油"工程在提高低温甲低温甲醇洗装置进行水联运的必要条件之一醇洗装置水联运质量上进行了初步探索。是必须将高、中、低压系统建立- -定的操作压力。一般情况下 ,用氮气作为充压介质,同时水联运过1巴陵"煤代油”工程及 低温甲醇洗装置简介程中高压系统会有部分氮气溶解在脱盐水中并在巴陵“煤代油”工程由合资部分(中石化、Shell中、低压系统释放,因此需连续向高压系统补充氮各占50%股份,以下简称JV)和内资部分(以下简气。由于JV与配套部分中交时间不- -致, JV空称配套)组成,它是中石化以石脑油为原料的三大分未能按期开车,同时空分装置运行费用相当高, .化肥装置改变原料路线的示范工程。JV主要由不可能长时间开车，高.中压系统无合适的氮气充煤贮运、磨煤、空分及气化装置组成，气化采用压和连续的氮气补充。Shell 煤气化技术,配备48000m2/h 大型空分装低温甲醇洗装置主甲醇泵均采用双端面密置;配套部分主要由耐硫变换、低温甲醇洗、甲烷封,各泵带有密封液罐,通过液体介质(白油或1:化、新建冰机及合成(合成回路由1100/d扩能到1的乙二醇和水的溶液)外循环,将机械密封产生1320t/d)装置组成。低温甲醇洗装置是配套部分的热量带走并起到润滑机械密封的作用。正常运的核心装置,该装置采用鲁奇工艺六塔流程,是目行时各甲醇泵密封液罐必须建立一定的操作压前国内在建最大低温甲醇洗装置之- , 设计处理力,否则将损坏甲醇泵。各甲醇泵中,除硫化氢吸酸性气体能力260000m2/h(其中CO2 体积比收塔进料泵(P-2201A/B)密封液罐带有气囊外,其40.4%),主甲醇循环量452th贫甲醇。本装置余各泵需连续向密封系统充氮,其中再吸收塔循硫化氢吸收塔、二氧化碳吸收塔(T-2201/2202)及环泵(P-2202A/B).二氧化吸收塔进料泵(P-相关设备为高压区,出口气相操作压力2.82 MPa2204A/B)控制压力分别为0.5~ 0.7MPa.0.6~(以下均为表压);中压闪蒸塔(T-2206)及相关设收藊日期:2006 10-08;收到修改稿日期200704-28。备为中压区,出口气相操作压力1.4MPa;二氧化作者简介;任军平,男,1972年出生,工程师,200年毕业于湖碳再吸收塔、热再生塔、甲醇/水分馏塔(T-2203/南大学工业管理工程专业,现为中石化巴陵分公司合成氨部生产2204/2205)及相关设备为低压区, T-2203上塔出主管。联系电话:0730-85367。第3期任军平.低温甲醇洗装置水联运初探1930.8 MPa,因此正常生产时从JV引0.7MPa专用氮2208A-H)管壳程进行,换热介质均为系统内脱盐气作主甲醇泵密封氮气,JV空分不开车则相关甲水,因此各泵做功产生的热量无法移走,脱盐水温醇泵无合适的密封氮气来源。度升高很快。随着水温升高,系统腐蚀加剧,同时本装置热再生塔出口贫甲醇不经水冷却器冷冷区温度过高对低温设备有负面影响，因此系统却,直接与热再生塔入口富甲醇换热。水联运过脱盐水温度控制是水联运过程中的关键控制点。程中脱盐水的换热主要在贫/富甲醇换热器(E-本装置水联运主循环回路如图1。C T-2204 ] P-2204 ]一-E-2208H-A充园 +E-2207管图G -202上0]E-2202塔釜]--E 2205营程]←T-2202中部}E-2209营程 1T-2206上塔T-2203上塔}TT-2206下塔一七 T-2201- C E-2206]C P-2201 ]TC-2203中部} L P-2202 +E-2200程]一 T-2203塔金]一 C P-2203 ]C T-2204- ]-- E 208-管图一[E-2205元程图1水联运 主循环回路流程3低温甲醇洗装置水联运过程中的创新改造,见图3。本阶段水联运在不同压力下进行,3.1 甲醇泵密封氮气来源各部分压力控制参数如表1。2006年4月上旬,开始对甲醇泵进行单机试出222 -一既票呢解|车,根据甲醇泵厂家提供的数据，密封氮气消耗较少,认为将高压钢瓶氮气减压作为相关甲醇泵密公用工程部2001m'、400m氮气250-JB封氮气是比较理想的选择，先对相关甲醇泵配置储罐低乐氣气了临时密封氮气管线,并将临时管线各个接口焊JIV现有200m2 1液氮储罐液氮接处理后进行气密试验,确保无泄漏点。4月10虚线为新配管线;E -222为中压氤气冷卸器日对P-2203A进行了单机试车,通过减压阀控制图3氮气系统改造流程密封氮气压力在0.5 MPa,试车时密封压力稳定。表1各部分压力控制参数MPa水联运过程中1个有效气体6.0m3的氮气钢瓶连续使用时间为20d左右,很好的解决了甲醇泵密项目高压中压热再生再吸收塔系统系统.上/下塔封氮气来源问题。水联运过程见图2。操作指标1.70-2.6 0.9-1.4 0.05-0.1 0.07/常压设计指标.2.820.120.07/常压减4-4050-0.7MP-2202AB]本次水联运主要是在一定压力条件下,对各在压钢瓶氮- x.9.4-0.6MP~[ P20AB甲醇泵进行联动试车,对仪表系统、调节阀及联锁40.6-0.8MP. -P-2204AVB]进行在线调试,并冲洗系统。根据本装置各塔安图2水联运过程装后未进行清洗,为减少系统的腐蚀和杂质对相3.2 高、中压系统充压介质来源及水联运控制关设备的损害,并降低高压氮气消耗,采取以下控鲁奇工艺建议低温甲醇洗装置水联运用氮气制措施:①降低高、中压系统操作压力,高压系统作充压介质,用脱盐水循环，并控制好脱盐水温度控制在1.7~ 1.9 MPa,中压系统控制在0.9 MPa左不应过高。JV空分未开车，高、中压系统充压介右;②采取间断运行方式,当系统水温升高较快时质只能寻找其他来源,在寻找充压介质过程中分停止循环并整体更换脱盐水,达到清洗系统并降2个阶段,装置共进行了2个阶段水联运。低系统中脱盐水温度的目的，控制热区脱盐水温1)第1阶段水联运充压介质来源及控制。度在50C以下,冷区脱盐水温度35C以下;③将本阶段水联运用分公司化工区高压氮气对高、中液相部分2台绕管式换热器甲醇循环冷却器(E-压系统充压。将8.0~ 10.0MPa的高压氮气减压2205)、再吸收塔甲醇/贫甲醇换热器(E-2207)同至3.5MPa后引人中压氮气管网，对甲醇洗装置系统隔开。高、中压系统充压。为此对中压氮气管网进行了本次水联运加强了系统过滤网的清洗并加大194大氛阻2070年第30卷了排放力度,在各泵入口及各导淋排放系统脱盐度情况。水。对仪表系统进行了全面调试。水联运结束表2连续运行过程中系统脱盐水温度后,各塔开人孔检查,系统整改,绕管式换热器同时间71-22101-2292系统相连,各人孔封闭后全系统用低压氮气置换60.72006-07-3141.260.8保护。2006-08-0141.360.1本次水联运以间断运行为主,系统脱盐水温2006-08-0243.661.6度升高时停止循环,整体或部分更换脱盐水,以清2006-08-0344.862.5200608-0446.063.6洗系统并降低脱盐水温度。为检验装置,作了2006-08-0564.572h连续运行,连续运行时通过加大排放量并用2006-08-0646.565.92006-08-0767.0温度较低的脱盐水置换、调整循环量等措施来控制系统脱盐水温度的正常,系统中P-2204出口脱在连续220h不间断运行过程中,多次多点取盐水温度最高,从P-2204二级出口连续排放部分样分析系统脱盐水浊度,均稳定在2.5mg/L左温度较高的脱盐水。脱盐水排放流程见图4。右,温度控制满足了要求。不间断运行结束后系rV← 冈比--2204-一界尔统排水并重新进脱盐水运行8h后排水干燥。为降低脱盐水消耗,在根据脱盐水温度控制L D-肉v4-L-2205→匠卵好排放量的同时将“煤代油”装置试车时产生的蒸图4脱盐水排放流程汽冷凝液收集在脱盐水箱中作为水联运时的补充本次水联运过程中,热区脱盐水温度最高为用水。.55C ,冷区最高为40C。水联运过程中,多点多次取脱盐水分析,浊度己降至6.0mg/L,达到了水4取得的效果联运结束的标准。本次水联运对仪表系统作了进采取相关措施后,大大提高了低温甲醇洗装- -步调试。连续运行结束后系统卸压整改。置水联运质量,低温甲醇洗装置水联运时间前后2)第2阶段水联运充压介质来源及控制。延续近4个月,达到了低温甲醇洗装置全面试车本阶段水联运用250-JB(分公司现有空气压缩机，和锻炼队伍的 目的,水联运过程中共发现设计、施最高出口压力4.9MPa,最大流量800m2/ho)出口工及机、电、仪等方面问题150多项,为装置进甲.压缩氮气对高、中压系统充压。先对250-JB和低醇和接受变换气创造了条件。由于未采用JV大压氮气系统进行改造,使250-JB能压缩低压氮气空分开车进行低温甲醇洗装置水联运,节约了大并确保稳定的低压氮气供应。低压氮气来源有2量试车费用。如以JV空分装置最低负荷连续运部分:①将公用工程部现有的2个低压氮气储罐行20d为计算基础数据,空分装置费用只计算其(200m2、400m2)中的低压氮气引人250-JB;②外购中压蒸汽消耗223t/h, 中压蒸汽135元/,氮气液氮储存在JV现有200m'储罐中,通过加压并气0.7元/m',液氮1200 元/t, 250-JB功率190kW,化成低压氮气后经事故氮气和低压氮气管网引人250-JB累计运行400h,电0.5元/kWh。节约费用250-JB。用液氮气化并经250-JB加压后向高压系如下:①空分消耗中压蒸汽费用223x24x20x统充压,确保了稳定的中压氮气来源,大大提高了135 = 14450400(元);②消耗化工区高压氮气费用水联运质量。本阶段水联运高压系统压力基本维60000x 0.7 = 42000(元);③消耗小空分中压氮气持在正常操作压力。费用190 x 400x0.5 + 60000x0.7= 80000(元);④本阶段水联运采取间断与连续运行相结合，消耗液氮费用 50x 1200= 600(元);⑤氮气系统并进行了220h不间断运行,以全面检验装置。连改造费用20000(元);⑥本案水联运节约费用约续运行时主要采取控制排放量和调整循环量来控为:①-(②+③+④+⑤)≈140(0万元)。制脱盐水温度,表2为2006年7月29日至8月7低温甲醇洗装置水联运,高压系统充压介质日装置连续运行过程中系统脱盐水温度情况,其来源是值得关注的课题,无论新建还是改扩建企中T-2229为P-2204出口温度,T1-2210为T-2201业,利用现有资源创造水联运条件,缩短大型空分主洗段出口温度,以上2点温度代表了热、冷区温装 置开车时间或停开大型空分装置,是提高低温第3期任军平.低温甲醇洗装置水联运初探195甲醇洗装置水联运质量,降低试车费用的重要举措。ABOUT WATER CIRCULATING OPERATION OF RECTISOL PLANTRen Junping(Ammonia Department of Baling Branch Co ., SINOPEC , Yueyang ,414003)Abstract Analyzes the sources of pressurized medium in the HP&MP systems of Rectisolplant, the sources of sealed nitrogen in the main methanol pump as well as the efect of desaling wa-ter temperature rise on the operation quality with water circulation, put forwards innovative proposalsto solve the problems mentioned above, and presents the process control of operation with water cir-culation and the application of the innovative method.Key words: Rectisol, operation with water circulation ，innovation , result山东财富化工大化肥项目动工兴建由上海和青岛客商、山东迪尔安装公司、山东华阳集团等共同投资兴建的山东财富化工有限公司年产300kt合成氨<520kt尿素项目2007年4月30日举行了奠基仪式,该项目建设在山东泰安市宁阳县磁窑镇华阳工业园区,总投资12亿元,计划分两期建设。一期工程投资3.6亿元,建设年产180kt合成氨、150kt尿素项目。项目全部竣工投产后,每年将新增销售收入9亿元,利税9000万元。宁阳县煤、金、铅、铁矿石、钾长石、石英石、水晶石、云母等矿产资源十分丰富,其中,煤炭储量5x10t以上,可利用水资源2.4x10m',交通便利,华阳工业园区已基本实现“七通一平”,吸引了国内外大批客商进区投资经营。该项目的实施对于完善园区产业链条,拉动关联项目发展有着重要的作用，整个工业园区内将形成”原料区内供,产品区内销”的循环发展局面,为打造既有规模效益,又有集约效应的化工产业集群奠定了坚实的基础。汪家铭氮肥工业节能减排取得成效氮肥工业是耗能较大的产业,2006年全行业551家企业年耗天然气109.6x 10°m',占全国天然气总产量的18.7% ;耗无烟谋42.334 Mt(折标),占全国无烟煤总产量的22. 1%;耗电646.9x 10°kWh,占全国发电总量的2.28%。全国1000家重点耗能大户中,氮肥企业就占了160多家。氮肥工业又是污染物排放量较大的行业,化学需氧量、氨氮、二氧化硫等排放量都比较大,每年水污染物排放909kt,排水量21.3x 109 m3。.通过推广污水霉排放等技术,目前氮肥行业在环保方面取得很大成效。全国所有氮肥企业基本上都能做到水污染物达标排放,特别是三河、三湖及三峡库区等水污染防治重点流域的氦肥企业污染治理成效显著。过去靠近江、河、湖泊的氮肥厂,每吨合成氨耗直流水400 ~ 500m',目前大部分工厂可以达到《合成氨工业水污染排放标准>吨氨排放10~ 50m}水的要求，先进企业的排水量已降至3~5m3。废气、废渣基本得到回收利用,很多企业在尾气回收氢、一氧化碳、二氧化碳的基础上发展了双氧水、碳酸二甲酯、二甲基甲酰胺、联醇和一-些加氢产品。钱伯章