低温甲醇洗CO2气中含硫高原因分析及处理

2012年第33卷第1期氮肥技术低温甲醇洗CO2气中含硫高原因分析及处理杭尚元(江苏灵谷化工有限公司宜兴214263)摘要简要介绍低温甲醇洗CO2解吸气中硫含量跑高的原因分析与处理,并且提出了后续改进方案。关键词CO2解吸气含硫髙原因分析处理概述的中部。从C-2203塔中段出来的液体温度为系江苏灵谷化工有限公司大化肥分公司脱硫统最低,此甲醇液通过E-2207与贫甲醇换热、再脱碳为低温甲醇洗工艺,采用大连理工大学编制经吸收塔C-2201的中间冷却器E-2205加热,回的低温甲醇洗工艺包,由东华科技工程公司设到C-2203塔上段下部的闪蒸罐,释放出部分溶解计,是为日产130合成氨、2200t尿素配套的净的CO2等气体,液体再用泵P-2201打到E-224化工程,操作压力为32MPa,200年6月投用。与从C-2202塔出来的含硫甲醇换热,回到2011-05-19解吸CO2气中HS的体积分数突然C-2203塔下段,该甲醇液在此段用氮气汽提,塔升高到50×106,经操作工一个班的多方调节,加底得到CO2含量较低而且温度也较低的甲醇液。大甲醇溶液循环量与降低系统气量负荷,都没有从5月19日早班的现象以及整个工艺流程产生明显作用。尿素CO2脱硫系统不堪重负,因分析,CO2解吸气中的H2S的体积分数通常为硫造成的腐蚀加剧,面临系统停车的危险。1×106左右,出现突然升高的情况一般认为有两2工艺简介及现象分析种原因:一种是C-203塔上塔HS气体上窜,而本系统配套的低温甲醇洗采用的是六塔工C-2203塔上塔上段没有把HS洗涤吸收合格;另艺,即吸收塔、中压闪蒸塔、汽提/CO2解吸塔、热一种是进C-2203塔上塔的无硫甲醇中含有HS再生塔、甲醇/水分离塔、尾气水洗塔。从C-2201针对第一种情况分析,在生产负荷没有变化塔脱硫段出来的、吸收了HS和CO2的含硫甲醇的情况下,CO2解吸气中的HS突然升高是不大富液减压后在C-2202塔上部闪蒸出溶解的氢气可能的,除非C-2203塔上塔吸收塔盘出现问题。及少量CO2、HS等气体。同样,从C-2201塔脱碳第二种情况就是C-2201塔脱硫段的HS没有洗段出来的不含硫的甲醇液减压后在C-2202塔下涤干净而进入C-2201塔CO2脱碳段,致使无硫部闪蒸出溶解的氢气及少量CO2等气体。两部分甲醇中含有过高的HS。为了验证以上分析的两闪蒸气体经循环压缩机K-2201增压并冷却后返种情况,分别取C-2201塔CO2脱碳段出口无硫回到原料气中。甲醇与进C-2203塔上塔顶部的无硫甲醇做含硫从C-2202塔上部出来的含硫甲醇经E-2204分析,发现C-2201塔CO2脱碳段出口甲醇中HS换热降温减压后绝大部分送入再吸收塔C-2203含量与以前记录一样为12mg/L,没多大区别。而上段下部,小部分送入再吸收塔C-2203中段中进C-2203塔上塔顶部的甲醇中HS含量为部,去上段的量越多则CO2产量越大。此时要闪蒸159mg/L,上升了十几倍,为什么同一路管线中甲出部分溶解的CO2,同时溶解的HS也部分闪蒸醇中HS含量升高了呢?而这路管线只是流经出来。从C-2202塔下部出来的不含硫甲醇液经C-2202塔下塔和E-2204换热器,我们又取了氨冷器E-2220冷却后部分进C-203塔的最上C-2202塔下塔进与出的甲醇液来做含硫分析比部的闪蒸罐,闪蒸气为CO2气,液体进人C-2203较,发现C-2202塔下塔出口的甲醇比进去的甲塔中段用来再吸收气体中的HS;部分进人醇硫含量高中国煤化工左右我们C-2203塔上段同样用来再吸收气体中的HS。由又对C-22CNMHG斤,C-202塔C-2203上段出来的甲醇液进入C-2203塔中段为中压闪蒸塔由上部和下部两个闪蒸罐组成(见肥技术2012年第33卷图1:C-2202塔局部示意图),因此推断C-22023处理措施塔上下塔中间隔板可能泄漏,上塔含硫甲醇泄漏针对这一设备事故情况,经过对设计图纸及到下塔无硫甲醇中,导致下塔甲醇中HS含量上现场设备管道细致的研究后,对从C-2201塔脱升,然后到C-2203上塔解吸时HS进入CO2解硫段出来的含硫甲醇进行闪蒸短接,不经过中压吸气中,使CO2解吸气中HS含量升高。闪蒸直接进入C-2203,这样就没有C-2202塔上部的含硫甲醇泄漏到下塔无硫甲醇中去了,并且上塔能在不停车情况下完成改造,见图2。虚线部分为升气帽改造后配的管线。隔板配管改造分三步在线进行第一步,首先调整三个自调阀组旁路(含硫甲醇进C-2202中压闪蒸塔自调阀组、含硫甲醇进下塔C-2203汽提/CO2解吸塔上下塔两阀组),切断三图1c2202塔局部示意图阀组自调阀进出截止阀,流量液位由旁路手动调解吸CO2气中压闪蒸气含硫甲醇无硫甲醇C-2202中压闪蒸塔E-2220汽提/CO2解吸塔液氨图2工艺流程改造简图节。蒸塔上塔含硫甲醇液位降低,CO2解吸气中的第二步,相应的短接配管处加装盲板,置换HS的体积分数逐渐恢复到1×106左右,这证明合格后就可以配管相连分析判断完全正确。其次对CO2解吸气氢含量进第三步,配管结束置换后导入甲醇,就可以行分析,氢的体积分数由原来03%上升至04%关闭自调旁路用自调阀进行调节,只是含硫甲醇左右,这是由于含硫甲醇中氢气没有经过中压闪跳过C-2202中压闪蒸塔与E-2204换热器不经蒸而直接进入了CO2解吸气中所致,对于尿素脱过中压闪蒸直接进入C-2203汽提CO2解吸塔。氢反应異来说合能够话应;CO2解吸气总气4运行效果量40中国煤化工量为40000Nm3/h经过改造处理后运行,随着C-2202中压闪×(0.4CNMHM有一定的经济损第1期杭尚元:低温甲醇洗CO2气中含硫高原因分析及处理失,不过比骤然停车处理要好得多。认为这种平隔板结构不合理,在温度变化大的情5后续改进措施况下产生应力,容易出现焊缝开裂而导致泄漏。对于C-2202中压闪蒸塔出现的问题,提出因为C-2202中压闪蒸塔工作温度在零下20多了三个后续解决方案。度,当停车时又变成常温,而且随负荷的变化温(1)按焊接工艺要求重新焊,并增加加强筋度变化也比较大。重新焊接后应力仍无法消除进行加固仍然有焊缝裂开的可能,此方案不保险;认为第(2)把中间平隔板的结构更改成下封头型二方案更改成下封头型式虽然可靠,但是要把整式个系统停下来,而且最少要几天时间进行设备改(3)再增加一中压闪蒸塔,把含硫甲醇与无造,费时费力,因此不可取;认为第三方案是最可硫甲醇分开闪蒸,含硫甲醇进新闪蒸塔,无硫甲靠的解决方案,单独上一闪蒸塔上塔,只上其中醇进原闪蒸塔单独闪蒸,闪蒸后的气体合并进入一段,投资上也没增加太多,而且可以把塔制作循环压缩机。安装好,预配管配好,然后择机短停接入系统就公司对三个方案进行详细的讨论,认为第一可以了,总比长时间停车要好得多。方案不可靠,并对中间平隔板的结构提出疑议,(收稿日期:2011-12-28)(上接第13页)续表8项目受压吸购感ND法碳丙法M改员改两段要压研净化气中CO2的体积分数(%)≤02≤02≤0.2产品气中CO2的体积分数(%)≥985≥98.5≥985≥98.5≥985≥98.5产品气CO2回收率(%)≥70≥70脱碳溶剂消耗量(kg)080.2溶剂消耗费用(元0.0循环水消耗量(t)循环水消耗费用(元)0.048751.35耗电量(度)用电费用(元)47.633.635.0蒸汽消耗量(t)0.0318蒸汽消耗费用(元)0.03.6104.0144.0每年维修费用(元)高压闪蒸气返回压缩而增加的压缩机电耗(度)高压闪蒸气返回压缩而6.758.751500.000.00增加的压缩机电耗费用(元)有效气体损失折氨量(t)0.02折氨损失费用(元)合计(元)4.14875.757625154.30200.0068.75比较效益(元)7160272012150.152195.85218万t合成氨(万元)1289161296.222702.743525341162.836注:①每kg碳丙单价为10元;每 kgNHD溶剂单价为16元;每 kgMDEA溶剂单价为16元②循环水单价按015元/t计③电费按035元/度计。④蒸汽售价按80元/to⑤吨氨售价按2000元计。由上表可知,变压吸附专利技术与常规变压万t计,每年节省运行费用1163万元。随着原料吸附技术和湿法脱碳技术相比,在相同操作条件媒和电等能n下,变压吸附专利技术每吨氨比常规变压吸附技济效益越YH中国煤化工艺技术的经CNMHG术节省运行费用646元,按每年生产合成氨18(收橘日期:2011-12-12)