双吸收低温甲醇洗工艺应用总结

化肥工业第40卷第3期双吸收低温甲醇洗工艺应用总结陈胜军(天津碱厂天津塘沽300452)摘要介绍了双吸收低温甲醇洗工艺流程,并对其工艺要点进行分析。结合生产过程中洗涤后的净化气中O2含量超标、甲醇损失量大、系统甲醇液位波动及系统腐蚀等问題进行分析,提出了相应的解决措施。关键词低温甲醇洗双吸收应用Sum-Up of Use of Double absorption Low-Temperature Methanol Wash ProcessChen Shengjun(Tianjin Soda Plant Tianjin Tanggu 300452)Abstract The process flowsheet is presented of double absorption low-temperature methanolwash, and an analysis is given of its process essentials. An analysis is carried out of its problems inprocess, viz, the CO2 content of the purified gas after scrubbing exceeds the standard, loss of methanolis high, liquid level of methanol in the system flutters, and the system is corroded, so relevantmeasures for their solution are put forwardKeywords low-temperature methanol wash double absorption use目前,国内普遍采用的低温甲醇洗工艺为化后的气体分别送至合成氨装置和制气装置1套吸收系统和1套再生系统的一步法五塔流程,而天津碱厂合成氨装置的低温甲醇洗工序采1双吸收低温甲醇洗工艺流程用双吸收低温甲醇洗工艺,在同1套低温甲醇洗双吸收低温甲醇洗工艺流程如图1所示装置中设有2台甲醇洗涤塔,共用1套甲醇再生来自变换工序的变换气和未变换气分别在变系统,即来自变换工序的变换气以及仅脱除水分后换气甲醇洗涤塔(酸脱I)和未变换气甲醇洗涤的煤气分别进入2台甲醇洗涤塔脱除酸性气体净塔(酸脱Ⅱ)脱除CO2和H2S等酸性气体后,净化净化产品气1Co2去界区尾气去界区H2S去硫酸装置N2sE闪蒸罐生塔水分离塔废水去界区净化产品气2未变换气甲醇洗涤C分离塔再生后的甲醇图1双吸收低温甲醇洗工艺流eYH中国煤化工CNMH本文作者的联系方式:02259865217,he3x@isoda.com2013年6月陈胜军:双吸收低温甲醇洗工艺应用总结7产品气分别去下游工序。吸收酸性气体后的富甲统与1套再生系统的冷热量平衡,对酸脱I和酸醇共用1套再生系统再生:富甲醇首先在闪蒸罐脱Ⅱ的负荷配比有一定要求,即:当酸脱Ⅰ负荷达内降压闪蒸,闪蒸出的CO和H2通过循环气压缩到60%时,酸脱Ⅱ可在60%~70%负荷下生产机压缩后回收;闪蒸后的富甲醇进入CO2产品当酸脱Ⅰ负荷达到80%时,酸脱Ⅱ可满负荷塔,降压闪蒸出的CO2送至联碱和煤气化装置;生产。然后依次经H2S浓缩塔和N2汽提塔汽提出残余2.2吸收塔的压力控制的CO2并浓缩H2S,在热再生塔中利用低压蒸汽低温甲醇洗属于物理吸收,提高操作压力可加热蒸出溶解在甲醇中的H2S并送至硫酸装置使气相中的CO2和H2S等酸性气体的分压增大,生产硫酸;再生后的甲醇进入水分离塔分离出由从而增大吸收推动力,提高气体的净化度,同时也原料气带入的水分(维持甲醇含水质量分数<提高了溶液吸收能力,减少甲醇循环量。但操作0.5%)后循环使用。压力过高将导致受压设备投资增加,并使H2和2工艺要点分析N2等有用气体的溶解损失增大。本工序中2台吸收塔的压力是根据原料气组成、气体净化度要双吸收低温甲醇洗工艺在减少设备投资的同求以及前后系统压力设定的,为3.2MPa(表压)时,也起到了节能减排减少资源消耗和优化工艺左右生产的作用。由于采用2套吸收系统和1套甲醇该低温甲醇洗工序虽然分成了2套吸收系再生系统,所以在工艺控制方面有一些技术要点。统,但由于化工生产是一个有机整体,在酸脱I和2.1酸脱Ⅰ和酸脱Ⅱ的冷量平衡酸脱Ⅱ同时运行时,两者的设定压力变化会相互在低温甲醇洗工艺中,温度越低,酸性气体在影响。例如,当提高酸脱Ⅰ系统压力时,在前工序甲醇中的溶解度越大。为满足净化气的最终要和酸脱Ⅱ压力不变的前提下,会使酸脱I系统进求,酸脱Ⅰ和酸脱Ⅱ的吸收甲醇温度需达到气量减少,而酸脱Ⅱ系统进气量增加;反之,会使50℃左右,因此冷量的来源极其重要。酸脱Ⅰ进气量增加。在正常生产中,可利用压力酸脱Ⅰ和酸脱Ⅱ都设置了特制的氨冷器,是调节手段,小幅度调节酸脱Ⅰ和酸脱Ⅱ的进气量,冷量的重要来源之一。在低温甲醇洗工序建立甲实现合成氨与乙酸的优化生产。醇循环的初始阶段,氨冷器的投用可以维持冷量2.3HCN的脱除平衡,减少甲醇挥发,并为再生系统的运转奠定基虽然HCN是一种弱酸但极易与铁反应生成础;在低温甲醇洗工序接气后,氨冷器可以平衡部稳定常数较高的[Fe(CN)。]。天津碱厂的变换分热量,如酸脱Ⅰ的洗涤塔I段设置的氨冷器可气和未变换气中含有的HCN体积分数分别为以平衡甲醇吸收CO2产生的热量酸脱Ⅱ原料气0.000995%和0.009962%,为防止其在甲醇溶进洗涤塔前设置的氨冷器可以平衡由原料气带入液中累积而造成对设备及管线的腐蚀,必须采取工序的热量。氨冷器的设置可使酸脱I和酸脱Ⅱ定的措施将其从系统中脱除。洗涤甲醇的温度降至-39℃左右,若进一步降由于未变换气中的HCN含量约为变换气的温,则需更多冷量,主要依靠CO2从富甲醇中解10倍,因此,在酸脱Ⅱ中专门配置了HCN分离吸提供。塔。未变换气经低温甲醇洗涤后,塔底富含HCN酸脱I和酸脱Ⅱ的原料气分别为变换气和未的甲醇液输送至HCN分离塔,在其塔底采用再沸变换气,气体中含CO2体积分数分别为45351%器进行加热,塔顶蒸气在回流冷凝器的作用下部和11.926%。在接收变换气的酸脱I中,洗涤后分冷凝,末冷凝的富含HCN的蒸气与酸气混合后的富甲醇中含有较高浓度的CO2,解吸后可提供送往硫回收工序。的冷量较多,而酸脱Ⅱ富甲醇中的CO2含量较为了脱除变换气中少量的HCN,设置了碱液少,解吸后可提供的冷量有限。因此,酸脱I可独定量装置中国煤化工HCN中和后立生产,而酸脱Ⅱ必须建立在酸脱I正常运行的生成相对看HCNMHG起被排出界区基础上投用。正常运行期间,为了使2套吸收系进行处理。化肥工业第40卷第3期3常见问题及应对方法(1)气液量的匹配进口的原料气量和洗涤甲醇量是有一定比例3.1净化气中CO2含量超标的洗涤甲醇量小时,就会造成CO2含量超标,应由于在一定的温度和压力下,H2S和COS在及时调整洗涤甲醇量。洗涤甲醇量的调整原则是甲醇中的溶解度远大于CO2在甲醇中的溶解度,加量先加甲醇量减量后减甲醇量”;加气量时因此,日常生产中应重点监控CO2含量。发现要缓慢进行,防止气速过快。根据天津碱厂运行CO2含量超标时,应从以下几个方面检查和处理。经验原料气量与洗涤甲醇量的匹配关系见表1。表1原料气量与洗涤甲醇量的匹配关系负70%负荷80%负荷90%负荷100%负荷变换气量/(m3h-1,标态)130000170000190000洗涤甲醇量/(kg·h-1)370000液气比2,13未变换气量/(m3·h-1,标态)2700045000洗涤甲醇量/(kg·h-1)71000800008700095000102000液气比263258从表1可以看出:液气比一般控制在2.0~从以下方面进行检查和处理:①水冷器有可能因25,并根据负荷以及洗涤甲醇温度进行调节,可结垢堵塞等原因造成换热效率下降,若其进、出口以取得较好的效果。温差变小,应及时清洗换热器,尤其是夏季,应定(2)贫甲醇的再生度期进行清洗。②检查氨冷器的液位是否正常,回贫甲醇再生不好时,甲醇中的CO2含量超冰机的气氨管线压力是否偏高。气氨压力高时,标,进而引起出口气体中的CO2含量超标。此时氨冷器的制冷效果差,此时应提高冰机转速调整应检查热再生塔和水分离塔的温度是否正常,蒸防喘振阀开度,以降低气氨压力气氨总管压力汽量是否满足要求;及时调整汽提N2量,使其与般控制在0.06MPa(绝压)以下。③检查CO2产负荷相匹配;检测甲醇中的水分含量(质量分数品塔和H2S浓缩塔的设定压力是否偏高,因为闪般控制在0.5%以下),若甲醇含水量明显偏蒸压力越低,闪蒸出的CO2量就越大,产生的冷高,应检査热再生塔的再沸器、酸气系统的冷却器量就越多。系统温度高时,可适当降低此2台塔是否发生泄漏。天津碱厂曾因酸气水冷器泄漏而的操作压力。④检查汽提N2量与负荷是否匹配。造成洗涤甲醇中含水质量分数高达2.5%,幸发⑤检查循环甲醇量是否合适,若循环量过大,甲醇现及时,并采取关小循环水阀门(降低循环水压中的酸性气体的饱和度下降,闪蒸过程中产生的力)、提高热再生塔压力(减少向系统漏水量),才冷量偏少,进而导致系统温度升高。所以,在保证避免了超标停车。若遇计划停车时,停车后不应洗涤塔出口指标合格的的前提下,应尽量减少洗马上停止甲醇循环,需用N2维持系统的甲醇循涤甲醇量,以保证系统温度。⑥检查热再生塔蒸环,最好运行8h以上,确保甲醇彻底再生合格汽用量,若用量过大,热量将传递至冷区。以备下次进气时节约时间。3.2甲醇损失量大(3)洗涤甲醇温度高由于气体夹带、甲醇水分离塔排放废水等原吸收温度直接影响酸性气体在甲醇中的溶解因,甲醇有一定量的损失是正常的。当出现甲醇度吸收温度越低对酸性气体的吸收能力越好。不正常减少且现场检查无泄漏时,应及时对贫甲洗涤甲醇温度升高,将直接影响甲醇对CO2和醇水冷器酸气冷却器的循环水进行检查分析判H2S的吸收,最终导致产品指标不合格。断是否因为水冷器泄漏而导致大量甲醇排入循环低温甲醇洗的冷量主要来自装置中的水冷器水中。天泮V凵中国煤化工令器和酸气冷及氨冷器、CO2直接闪蒸解吸产生的冷量N2汽却器内漏CNMHG系统,既造成提CO2产生的冷量。当洗涤甲醇温度偏高时,应甲醇损失,又导致循环水水质变差2013年6月陈胜军:双吸收低温甲醇洗工艺应用总结59水分离塔的操作情况也直接影响甲醇的损失种情况在开车接气、停车切气以及进气量大幅变量。当水分离塔塔釜温度低时,会降低甲醇与水化时尤其容易出现,应及时调整各处压差稳定,保的分离效果,导致大量甲醇从底部排出。因此,日证甲醇的稳定输送。常生产中应及时调整工况,使水分离塔稳定运行,3.4系统腐蚀问题以降低排水中的甲醇含量。另外,在停车时,要关在原始开车、系统刚接气时,排出的废水是黑闭一些重要调节阀的手阀,尤其是高压串低压处色的,接气后不久就先后出现各泵的前过滤器发的手阀,防止因阀门内漏使高压系统的甲醇串人生堵塞,尤其是贫甲醇泵、N2汽提塔底部的富甲低压系统,导致低压系统部分容器满液位后排入醇泵等热区泵,过滤器频繁堵塞。天津碱厂曾出火炬系统造成甲醇损失。现2台大型甲醇过滤器在投用1h后就被迫切出3.3系统甲醇液位波动系统的情况。经取样分析,从过滤器中清出的黑当塔器等设备的甲醇液位发生较大波动时,色粉末状物质的主要成分为FeS。在纯的甲醇会导致自动控制阀的开度大幅波动,不能保证各中,CO2和H2S不会对设备和管线造成腐蚀,但在处甲醇量的稳定性和连续性,进而可能导致净化系统中有水存在的情况下,甲醇溶液中的CO2和气指标不合格。同时,液位的大幅波动将使各泵H2S使设备和管线处于酸性环境中,会发生电化的出口流量大幅波动,导致电机电流不稳定。学腐蚀。在刚开车时,由于系统干燥不彻底,并且出现液位波动的主要原因:①泵前的过滤器水分离塔的操作情况不太好,导致系统中甲醇含堵塞,导致泵加不上量,不能将甲醇及时排出。因水质量分数在4%左右,故出现了严重腐蚀。为此,日常生产中应随时关注各泵的电流变化趋势此,采取更换部分新甲醇、调整甲醇含水量等措及人口压力的变化情况,当出现电流下降、泵人口施,降低了系统中的水分,减轻了系统腐蚀。此压力下降的情况时,应及时倒泵,防止出现空转、外,每次停车后应对系统进行完全再生,并减少系气蚀现象而毁坏机泵。②由于系统中有一部分甲统设备暴露在空气中的机会,如需检修,应及时用醇是通过压差进行输送的,当系统压力波动时,会N2进行置换。影响这部分甲醇的输送,从而引起液位波动。这(收到修改稿日期201301-18)办必①必必必必必必仍必⑩仍必必必必必必必必必必仍仍仍必必(上接第31页)品时,固定层气化技术在热解段就可以通过煤的状况相差较大,所以用热态耐磨强度来衡量型煤热解得到相当数量的最终产品或初最终产品。如质量指导生产会更接近气化炉内的实际情况,因用煤来生产合成天然气时,加压碎煤气化炉的粗而更可靠。煤气中就含有近50%(体积分数)的甲烷。从煤(4)型煤技术的前景的间接液化技术来看,用加压碎煤气化技术就可近年来随着气流床气化技术的发展,不少人以从煤焦油中得到近8%(质量分数)油产品。而认为固定层气化技术必将被淘汰,其理由之一就在采用高温液态排渣的气流床气化技术所得到的是这种技术需要块状燃料,而随着煤炭采集机械粗煤气中,甲烷含量近乎为零,更无油类组分。因化程度的提高,粉煤产率会不断增加。通过多年此,固定层气化技术,特别是加压和液态排渣的技来对气流床气化的实际操作,人们逐渐认识到原术,今后还有相当的存在空间,为型煤技术的发展料粉煤粒度要求很细,干燥、磨煤的功率消耗也相造就了美好的前景。当可观。尤其是以煤制天然气和油品这类燃料产收稿日期2011-11-22)必必必必必必必必必必必必必必如必必必①必必必必必必仍必必版为适应我国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道,本刊已被国内外文献索引、权:文摘和全文数据库收录其作者文章著作权使用费与本A声章被收录,请在来稿时向本刊声明,本刊将做适当处理H中国煤化工作者不同意文CNMHG明《化肥工业》编辑部