降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗技术改造

第31卷第3期石油化工应用Vol.31 No.32012年3月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONMar. 2012降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗技术改造可鹏,李荣,马永贤(神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司甲醇厂,宁夏银川750411)摘要:针对本厂低温甲醇洗装置甲醇消耗高的问题进行了分析研究,并分别制定了相应的处理措施。关键词:低温甲醇洗;甲醇消耗;原因;措施中图分类号:TQ223.121文献标识码:A文章编号:1673- -5285(2012 )03- 0094 -03本厂低温甲醇洗工艺是由化学工业第二设计院设1.2 对酸性气体夹带 甲醇的分析计的七塔工艺流程，通过接收德士古气化炉反应产生满负荷下酸性气体流量为500 m/h,出系统前经过的粗煤气，经过3.5 MPa.-38 C的低温甲醇的洗涤，- 个气液分离器D- -0603,温度为-30~-10 C,压力为分步将H2S、COS、CO2等气体吸收之后,把HS≤0.1108 kPa左右,从饱和蒸汽压的数据分析,此处未产生m/m2'的净化气送至合成工段合成甲醇。该工艺运行蒸发浪费。 再经过几个月的数据分析,酸性气体中甲醇几年来,对HS的洗涤效果比较理想,但始终存在着甲含 量低于50 mg/m',证明不存在蒸发浪费。醇消耗量偏高,最高时达到15 kg/t, 远远高于设计1.3对净化气体夹带甲醇的分析7 kg/t 的标准。满负荷下净化气流量为60 000 m2/h, 压力高达3.3MPa左右,温度为20C左右,且塔顶除沫器完好，1原因分析通过几个月的分析,甲醇含量均低于50mg/m',因此此处也不存在浪费甲醇的可能性。在生产过程中，根据装置运行的各项参数,对造成1.4 对甲醇水精馏塔的分析甲醇消耗高的原因进行了分析论证,结果如下:该塔的进料换热器E -0613自2009年9月开始内.1 对CO2尾气夹带甲醇的分析漏，塔底废水中甲醇含量达到2 %左右，10月检修拆满负荷下CO2尾气流量为30 000 m2/h 左右,用冷开封头 发现列管内漏,堵漏后投人运行,但从2009年却后40 C低压锅炉给水洗涤,尾气进口温度设计值为12 月至2010年3月先后出现了四次泄漏，经过反复40 C,尾气出口甲醇含量设计值为190 mg/m',但是通堵漏后 ,堵住的列管数量超过了全部的20 % ,不得不过几次取样分析发现,甲醇含量都在800 mg/m3左右，更换该换热器。 针对泄漏的原因分析认为进料的甲醇远远大于设计值。而后对尾气洗涤塔的各项参数进行水溶液中含有回收的喷淋甲醇,吸收原料气中的H2S,分析,发现塔底温度过高是主要原因,根据安托因公式当甲 醇和水混合后,H2S对碳钢材质的E -0613产生强计算(P=exp[16.5723- 36.5/// -4.29)),甲醇的温度烈腐蚀 ,因此在以后的选材中,对E- 0613选用不锈钢和饱和蒸汽压的关系(见表1)。材质。表1甲醇的温 度和饱和蒸汽压的关系在设备问题处理完之后，塔项甲醇蒸汽中水含量温度/C0..510152025303540以及塔底废水中甲醇含量依然存在不合格的情况,在饱和蒸汽压/kPa 3.95 5.40 7.30 9.76 12.9 16.8 21.8 27.9 35.4对该塔的各项参数进行分析后，对该工艺进行了重新优化调节,将三段进料改到下部18层塔板进料,其余通常尾气洗涤塔的压力为30~ 40 kPa,温度为20~参数( 见图1)。30 C,从表1中数据看出洗涤塔温度过高会造成甲醇1.5 对系统温度偏高、循环量偏大的分析的蒸发浪费,是造成尾气中甲醇超标的主要原因。低温甲醇洗系统冷量的四个来源为冷冻站、闪蒸*收稿日期:2012-01-09第3期何鹏降低低温甲醇洗工艺甲醇消耗技术改造9T10638 84C可以看出主要原因是塔底温度过高导致的，只要降低甲醇蒸气0温度就行,但过低的温度影响设备寿命,另外对后续甲甲醇3m2醇水塔的进料温度也有影响,还会加大能耗。因此需从两方面着手,- -方面适当加大塔顶洗涤水量,另- -方面T-060726需要适当降低塔底温度才行。(直22针对加大洗涤水做以下调节,以下为2010年7月E-0613TI0637 85C18调整后报表数据统计(见图2)。.甲醇、水9m'8一一洗涤水(m'/n)6十一: =排放气甲醇一(x100mg/m")水8m’TI0642 124CP10609 170kPa日1 低温甲醇洗工艺改造流程图35791113151719212325 27 29 .(气提)、冷却水和节流,其中最主要的冷量是由冷冻站图2洗涤水调节示意图和闪蒸提供的。如果系统冷量不足,温度上升,为了保从图2中可以看出,洗涤水控制在7~8 m3左右对证净化气的合格,不得不通过加大甲醇循环量来保证，指 标控制比较合适。而甲醇循环量的加大则会造成温度的进一步升高 ,形其次针对塔底温度做以下调节,以下为2010年8成恶性循环,导致甲醇的浪费。月份调整后报表数据统计(见图3)。2009年装置运行过程中,发现氨冷器各出口温度逐渐由原来的- -30 C上升到了-25 C,经检查发现氨冷3(器有内漏现象，导致甲醇和氨的换热效果不良，利用大25=塔底温度心-排放气甲醇检修对氨冷器进行了处理，各氨冷器出口温度恢复正20(x100 mg/m2)常。同时在处理过程中发现氨压缩机出口的气氨冷凝15器也存在内漏情况,进行了列管堵漏。102010年装置运行过程中,再次发现氨压缩机出口5的气氨冷凝器存在换热效果不良，氨压缩机系统压力较高,负荷加不起来,后期运行中两台压缩机只能勉强713 15维持负荷20 %左右,导致低温甲醇洗系统冷量严重不图3塔底温度调节 示意图足。通过分析判断,是气氨冷凝器再次发生严重内漏所从图3中可以看出，塔底温度控制为11~14C左致,当检修拆开封头后发现,该换热器下部已经被碳铵右对指标控制比较合适。结晶堵死,列管严重泄漏,更换后重新投用后，低温甲(2)针对甲醇水塔超标的问题,从工艺角度分析主醇洗各项指标恢复正常。要是塔底温度和进料位置的问题。调整前塔底温度为其次在I艺调整方面,主要从气提闪蒸方面着手，122 C左右,进料位置在中部22层塔板,但是塔顶和CO2闪蒸塔的三段和H2S浓缩塔-二段分别采用低压氮塔底经常 出现超标现象,为了控制塔底指标合格,将塔气气提,气提后的温度分别为-58C和-49C,而设计底温度提高到124C以上,同时为了保证塔顶的产品温度是-65 C和-47 C,还有降低的空间。如果降低这质量,将进料位置改在下部18层塔板,增加了精馏段两个温度，将直接影响净化气的主洗甲醇和精洗甲醇的塔 板数。经过此次调整,甲醇水塔各项指标恢复到了的温度,在保证净化气合格的前提下,在- -定程度上降正常 范围内。低甲醇循环量，为系统的优化操作和节能降耗都有很(3 )针对系统温度过高的问题,一方面解决设备的大的帮助。问题,另- -方面为了进- -步降低温度,加大了气提氮气的用量,适当提高了这两个地方氨冷器的负荷,经过一2措施制定段时间的摸索,CO2闪蒸塔的三段和HS浓缩塔二段(1 )针对尾气洗涤塔甲醇超标的问题，从以上分析(下转第105页)方方数据.第3期方曦等防垢剂XCZ-1的合成及其性能评价研究105防垢时间:防垢率随防垢时间增加而略有降低,当防垢参考文献时间为10-35 h时,防垢率在60 %以上。防垢时间达[1] 张宏祥. 气井排水采气过程中碳酸钙垢的形成与防止[].50 h,防垢率降至58.75 % ,因此该防垢剂稳定性能较石油天然气化工, 1993,22(1):29- -34. .[2]周本省. 工业水处理技术[M]，北京:化学工业出版社,好。1997,2.④防垢剂加量、防垢时间和防垢温度不变,改变溶[3] 龙荷 云.循环冷却水处理[M],南京:江苏科学技术出版社，液pH值:溶液pH值为7~9范围内,防垢率能保持在1984:205- -208.60%以上。而当pH值大于9时,防垢率随pH值的增4]孙海虹,邓皓,张欣.油气田除垢机理与应用技术探讨[J].大迅速减小。断块油气田，199,6(5):47.⑤防垢剂加量、防垢时间溶液pH值和防垢温度[s] 尹先清等. 油田注入水碳酸钙垢结垢机理分析与结垢预测不变,变化矿化度和成垢离子浓度:矿化度为10 536 mg/L、[J]石油勘探开发,2002,29(3):85-87.Ca*浓度为413 mg/L时,防垢率达到88.33 % ,此矿化[6] 秦薇. 油田注水过程中的化学反应和离子调控方法研究度下防垢剂有优良的防垢性能。矿化度达50 000 mg/L[D].西南石油学院硕士学位论文, 2005.[7] 岳萱,乔卫红等.曼尼希反应与木质素的改性[J].精细化以上后防垢效果急剧下降。工,2001,18<4):670- 672.(3)考察了十二烷基苯磺酸钠对防垢性能的影响:[8]万道正. 曼尼希反应和曼尼希碱化学[M].北京:科学出版在防垢剂加量为20 mg/L时，加入表面活性剂后垢的社，1986:18-28.状态由粒状变成了絮状,防垢率提高5 %左右。该表面[9] SYT 5673- -93,油田用防垢剂性能评定方法[S].1993,2-3.活性剂与防垢剂复配后起到了一定的协同效应。[10] 陈集饶小桐,蒋小惠.波谱分析[M].成都:电子科技大(4)对XCZ-1的防MgCO3垢性能进行评价,当防学出版社,2003:37-101.垢剂加量为20 mg/L,70 C下恒温25 h时防垢率为[11] 常建华,董绮功编著. 波谱原理及解析[M].北京:科学出71.36 %。版社,2005.(5)对XCZ-1的防BaCO,垢性能进行评价,当防[12] 邓芹英,刘岚, 邓慧敏编著.波谱分析教程[M]北京:科垢剂加量为20 mg/L,70 C下恒温25 h时防垢率为学出版社,2003.37.63 %。(上接第95页)的温度降低到了-63 C和-54 C,使洗涤净化气的贫甲降低甲 醇生产成本约528万元。醇温度由原来的-37 C降低到了- 41 C,使得同等负荷条件下,贫甲醇的循环量降低了10 m2/h左右,对降低参考文献:甲醇消耗以及降低能耗方面都有-定作用。[1] 杨洪文,等.低温甲醇洗尾气组分的改善方案选择[J].低溫和特气,2004,2(1):21-23.3结语[2] 张晓军.低温甲醇洗装置甲醇污染物分析[J]. 大氮肥,2002 ,25(3): 188-189.经过改进工艺和设备,使低温甲醇洗工段的甲醇[3] 刘伟. 降低低温甲醇洗工艺的甲醇消耗[J].小氮肥,消耗由最初的15 kg/t 降低到了5 kg/t,按照本厂一套2010,38( 10):16-17.装置20000吨/月产量,每吨甲醇2200元计算,每年