Lurgi低温甲醇洗装置运行中存在的问题与处理对策

2011年2月人瓦做第34卷第1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryLurgi低温甲醇洗装置运行中存在的问题与处理对策(中国石化安庆分公司,安徽安庆246002)摘要:Lg低温甲醇洗装置是中国石化安庆分公司化肥原料“油改煤”工程的主要生产装置承担着粗合成气的脱硫脱碳任务。介绍Lrg低温甲醇洗技术,对低温甲醇洗装置投产以来运行中暴露的主要问题进行分析对采取的解决措施作了回顾总结。关词:低温甲醇洗运行改造中国石化安庆分公司(以下称安庆石化)化肥塔塔底再生气(工艺称为 Claus气),从而吸收再生原料“油改煤"工程的双脱(脱HS、脱CO2)单元采气中的硫组分,使甲醇溶液中的硫组分富集经汽用德国Lrg低温甲醇洗技术,经过两年多的工程提氮再次将CO2汽提解吸出来同时将 Claus气进建设Lrg低温甲醇洗装置于206年底建成投一步富集HS。再吸收塔下塔底部的富含HS的甲产。由于多方面原因,投产初期装置运行中出现系醇送人到甲醇热再生塔进行闪蒸,在顶部闪蒸的统阻力降大气相夹带甲醇严重、甲醇精馏效果差含甲醇蒸汽的混合气经冷却回收甲醇后经 Claus等问题,装置总体运行效果不佳。后经过两轮技术气加热器加热后送出界外。再吸收塔的下塔解吸攻关和整改完善,基本上消除了装置运行的瓶颈,出的放空尾气进入尾气洗涤塔洗涤后排人大气。满足了化肥原料“油改煤”工程联合装置高负荷优化生产的要求。12流程主要特点低温甲醇洗单元是用来脱除粗合成气经耐硫Lurgi低温甲醇洗技术简介变换后的CO2和HS,为氨合成单元和炼油加氢装工艺流程简述置提供净化合成气。装置流程具有以下主要特点:安庆石化低温甲醇洗装置采用Lug一步法①吸收压力低,处理原料气量大;②甲醇循环量脱HS、脱CO2技术。来自变换单元的40℃、30大装置主要塔的尺寸和机泵功率较大:③采用板MPa粗合成气(H254%、C004%、C024143%HS式浮阀塔降低系统阻力降/④粗合成气中硫含量009%)经换热冷却后依次进入硫化氢吸收塔和低,采用了硫提浓管线;⑤为减少尾气中甲醇排二氧化碳吸收塔进行脱HS脱CO2。双脱后的净放设置了尾气洗涤塔回收甲醇。化气经换热器复热至32℃送入后工序,其中一部分送往炼油加氢装置其余部分生产合成氨。富含2装置整改前后的典型运行工况CO2和HS的甲醇溶液经中压闪蒸后分别进入再低温甲醇洗装置投产初期净化合成气在低负吸收塔的上、下塔在上塔塔顶解吸出来的CO2产荷下尚能满足后序单元生产要求,但甲醇溶液循品送往尿素装置,下塔底部的甲醇经热再生后的收稿日期:2010-10-31;收到修改犒日期:201101-14。甲醇回收冷量后再返回下塔底部,塔底上升的闪作者简介:魏顺,男,1968年出生,工程师。1991年安徽大学化学系毕业,现在中国石化安庆分公司从事化肥生产和程项目蒸汽与汽提氮气一同自下而上通过下塔的塔盘,理工作。联系电话056538185m1: ishunagshcsinc甲醇溶液在被汽提的同时,逆流洗涤再吸收塔下∞m。去五做2011年第34卷环系统杂质多、系统阻力降大、产品CO2和放空尾段。气大量夹带甲醇等问题严重,制约着装置高负荷、对低温甲醇洗装置工艺气放空进行核算后优化和清洁生产。经过两轮技术攻关和整改完善,发现匚艺气放空阀存在流通面积偏小,致使装置净化合成气各项控制指标均达到设计值,产品CO2开车时变换合成气不能足量导人系统。为此,利用纯度达到设计要求能满足尿素装置的生产,同时200年度“油改煤联合装置设备大检修时,在低也实现了尾气达标排放。甲醇洗装置投产初期和温甲醇洗装置工艺气放空阀并联增加一个放空副经过改造后的典型下况见表1。阀,以使装置开车导气调整时,前工序的变换合成褒1低温甲醇洗装置典型运行工况气可以大气量一次性导入系统,辅之调整甲醇循项目设计值改造前运行值改造后运行值环量和冰机的负荷与工艺气量相匹配,能很快建装置生产负荷/m3h+229640l65478310立吸收和解吸能量的动态平衡,避免了净化度的系统阻力降/MPa净化合成气,%HS含量<0000100002波动。并联放空副阀后从装置导气开始到净化气cO2含量<002<00202合格只需要2h,大大缩短了装置导气调整时间。甲醇含量<0.080070033.2甲醇溶液循环系统杂质多产品CO2中甲醇含量,%<03低温甲醇洗装置投运后运行不到半年的时放空尾气中甲醇含量,%<019060.19间,甲醇溶液循环系统脏就开始显现:溶液呈酱油Clau气中HS含量,%色,甲醇水分馏塔底部排水管线经常出现堵塞甚至在2007年9月曾出现甲醇水分馏塔塔压差急3存在的主要问题与处理对策剧增加,甲醇洗系统甲醇中水含量逐步上升的情3.1装置开车导气调整时间长况。在每次的装置停工检修中,均发现甲醇水分馏低温甲醇洗装置在初期开车导气时,前工序塔底部、废水换热器内以及在贫甲醇泵进口过滤耐硫变换装置出口变换合成气不能一次性全部导器及部分管线内存积着大量的杂质,甚至发生甲入系统,直至低温甲醇洗装置放空阀全开时,耐硫醇水分馏塔塔板堵塞的现象。变换装置出口放空阀仍有20%的开度。当低温甲经分析有以下主要原因:①由于上游催化剂醇洗再生系统的汽提氮气量、压力等工艺参数达粉尘等杂质的带入;②装置原始开车时水联运时到设计值时,二氧化碳再吸收塔塔底温度难以达间不够充分,部分塔内壁及管线内部的铁锈未清到与负荷相匹配的对应值。吸收系统的甲醇温度除彻底,随着装置的运行,这些杂质被带至再吸收也难控制在正常范围内,低温甲醇洗装置出口净塔、甲醇热再生塔和甲醇水分离塔;③由于空分装化气的净化度出现反复,开车导气调整时间过长。置原因,汽提氮气中氧含量偏高,硫化氢与甲醇洗经过对装置导气调整过程的详细分析认为:设备内壁铁接触形成硫化亚铁,进而使设备内壁工艺气串低温甲醇洗装置时,由于导气时工艺气的硫化亚铁氧化生成氧化铁(铁锈),从而造成设量小,致使甲醇吸收CO2和HS达不到饱和吸收,备腐蚀加剧严重时造成塔板、换热器的堵塞。不饱和吸收的甲醇进行再生时,产生不了相应的07MPa氮气冲洗水导淋解吸冷量,甲醇循环系统的冷量达不到平衡。调整贫信高甲醇过程中采取增加冰机的负荷来建立系统冷量平辅密过滤器衡,维持甲醇循环的温度。随着工艺气量的加大,甲醇去排放口冰机的调整裕度减少,刚建立的冷量平衡又被打热再生塔进料泵破,再通过慢慢调整甲醇循环量和冰机的负荷,建图1新增台式反冲洗过滤器立相应的冷量平衡,如此循环反复,甲醇循环中冷2008年检修整改中,在2个贫/富甲醇换热器量不易建立动态平衡,引起净化度的波动。因此,之间管侧出口增加了1台立式反冲洗精密过滤导气开始时,加大工艺气量并保证工艺气一次性器加强甲醇循环系统的过滤和清洗(见图1)。随通过甲醇洗有利于解吸冷量的释放,促使甲醇循着装置的运行和过滤器的切出清洗,有效减少了环中冷量动态平衡的建立,冷量动态平衡尽快地甲醇循环系统中的杂质,改善了甲醇的精馏效果。建立是缩短甲醇洗单元导气调整时间长的有效手据有关资料介绍,在后来的林德技术中甲醇溶液第1期魏顺.Lurg低温甲醇洗装置运行中存在的问题与处理对策循环回路均设置了甲醇过滤器,除去FeS、NS等进再生塔塔顶回流泵泵入口;同时将酸性气分离固体杂质,防止其在甲醇循环系统中积累而堵塞器至酸性气体问收罐液相管线的水平段改为有一设备。定倾斜角度,增加蒸汽伴热保证甲醇中的HS解3.3装置系统阻力降大吸出来。整改后再生塔塔顶回流泵气缚问题得到低温甲醇洗装置双脱系统设计满负荷时压差完全解决,增加了甲醇再生系统的操作弹性,甲醇小于0.25MPa。装置投运初期75%负荷时,系统压精馏系统工况得到改善。整改前后示意图见图2。差就达到03MPa,其中,硫化氢吸收塔压差表的测量一直处在超量程范围0-01MPa)。2007年10月油改煤联合装置进行性能标定时,当气化装置85%负荷时,甲醇洗系统压降最高达046MPa,碗分离器化氢吸收塔的压差在032MPa(换高量程压力再生塔塔顶回流泵表)约占系统阻力降的69%。可见减少硫化氢吸整改前收塔的压降是降低系统阻力降的有效手段。冷凝液硫化氢吸收塔是板式浮阀塔,共有88块塔热再生塔冷却器盘。检修中发现其中、下部集液箱内杂质较多,浮阀卡涩较为严重。为此对该塔的中、下部集液箱进行了清理,并对各层塔板上浮阀进行了振动,修复增气液分离器后系统压差略有降低但效果不太明显。2008年底整改后再生塔话顶回流泵大修期间,将硫化氢吸收塔全部更换为不锈钢浮图2热再生塔塔顶酸性气体问收罐整改前后流程阀塔盘解决了浮阀卡涩。投后用效果明显,硫化35净化气、产品CO2和放空尾气夹带甲醇严重氢吸收塔的压差稳定在005MPa,系统压降稳定Lurqi低温甲醇洗工艺中气体夹带主要指净在020MPa左右。化气、产品CO2和放空尾气中夹带甲醇。安庆石化热再生塔塔顶回流泵运行过程中气缚严重低温甲醇洗装置投产后气体夹带的问题很突出装置开工初期,甲醇热再生系统工况不稳定在开工初期,产品CO2中甲醇含量62%以上;放主要表现在以下几个方面:①热再生塔塔顶的酸空尾气甲醇含量达到12‰,二氧化碳吸收塔净化性气体回收罐液位高,酸性气量过大,塔顶酸性气气甲醇含量基本在008‰,偶有超出0.1‰,日损夹带甲醇严重, Claus气中硫化氡浓度不够,操作失甲醇量25~30t,占整个甲醇消耗的95%以上。究难度增大;②甲醇热再生塔塔中部液位波动大,系其原因,主要是塔内气液分离效果差。为减少气体统热负荷调整困难。甲醇再生差,甚至影响到甲醇夹带造成的甲醇损失,分两个阶段进行整改。吸收的效果。二氧化碳流看计每次开车过程中,再生塔塔顶回流泵经常发气产品换热器生气缚现象,回流泵出口流量波动造成塔顶分离bass masnk-rtsh器液位忽高忽低,液位过高时引起酸性气夹带甲分离罐醇, Claus气中HS浓度偏低。回流泵出口流量波动引起甲醇再生塔塔顶回流量的变化,直接导致塔中部液位的波动,加大了系统热负荷调整的难去污甲醇去热再生塔进料系度。经分析,从另一酸性气分离器回流至酸性气体图3产品二氧化碳管线尾气放空管线增设分离罐流程回收罐的冷甲醇温度太低(-20℃),当与酸性气体第一阶段,对气体夹带的甲醇进行塔外分离回收罐内温度约40℃的常温甲醇混合后,造成低回收。2007年8月,在产品二氧化碳和放空尾气管温度甲醇溶解了的气体快速闪蒸,气液混合是造线增加了4个DN8Omm的导淋阀并引管回收后成再生塔塔顶回流泵经常发生气缚的直接原因。甲醇日平均消耗降至14t左右。2007年底大修中,在酸性气体回收罐液相出口增加了一个分离在二氧化碳再吸收塔上、下塔的产品二氧化碳和器,分离器的气相返回至酸性气体回流罐,液相则放空尾气出气管线上,分别增设了分离罐进行塔2011年第34卷外二次分离(见图3),使尾气和CO2产品气中的甲再加上折流板除沫器本身面积较小,除沫器不能醇含量降至065‰~0.95‰,甲醇日消耗量也降至发挥气液分离的效果。为彻底解决这两方面的原2-3t,效果显著。本阶段的整改虽有效减少了气体因,2008年底大修中拆除了再吸收塔下塔塔顶的夹带甲醇引起的损耗,但出塔气体中甲醇含量依4层塔板,增加了下塔气液的分离空间。同时将二然偏高。氧化碳吸收塔和二氧化碳再吸收塔上、下塔塔顶第二阶段,通过改变塔内分离空间和更换高的折流板除沫器更换成复合高效丝网除沫器。效除沫器解决气液夹带问题。在停车检修中,对二通过两轮整改完善,低温甲醇洗装置3股气氧化碳再吸收塔内部多次检查,认为CO2和尾气体夹带甲醇问题基本上得到解决。整改后装置在中甲醇含量高主要是有两个原因:①二氧化碳再较高的负荷运行工况下,净化气中甲醇含量降至吸收塔的上、下塔分离空间不足,主要表现在上塔0.02‰-003‰,CO2产品气甲醇含量降至03‰,塔顶二氧化碳除沫器距离集液箱提升管的距离太尾气中的甲醇含量降至018‰左右,尾气实现了小,造成提升管内上升气没有得到充分的分离时达标排放。更换高效除沫器后塔外产品二氧化碳间就进入除沫器内;下塔塔顶尾气中甲醇含量髙和尾气分离罐内几乎看不到甲醇,甲醇回收泵无是因为第87层塔板距离除沫器太近,塔板上升气须启动,分离效果明显。甲醇年消耗降至700t左体进人除沫器就夹带大量的甲醇液体;②折流板右。既减少了甲醇损失,也改善了下游生产工况并除沫器的分离能力不足,主要表现在二氧化碳和实现了清洁生产。尾气中设置的折流板除沫器中都没有导液管,导参考文献致除沫器分离的甲醇液体未能有效返冋塔内,加[1]汪家铭,低温甲醇洗工艺技术进展及应用[石化技术上气体流速快,甲醇液体又重新被带回除沫器内,2007,14(4):4-8.PROBLEMS IN RUNNING OF LURGI RECTISOL UNITAND COUNTER→ MEASURESWei shun(SINOPEC A nging Branch, Anging 246002)Abstract: Lurgi Rectisol unit is an important one in Anqing's Oil-to-Coal"project to perform boththe de-sulfur and de-carbon from crude syngas Lurgi Rectisol technology is introduced, the main problemsxposed since the start of Rectisol unit running analyzed and the resolution measures adopted reviewed arKey words: Rectisol; running; retrofit(上接第34页)Zhongyuan Dahua of Henan Provincial Coal-Chemical Group, Puyang 457000)Xiao ChuanhaoAyang Professional Technical institute, Puyang 457000Abstract: HTHP filter is a main ash removal device in Shell coal gasification in which ceramiccartridge as a chief part in HTHP filter plays a key role in good or bad filtration effect this article describesboth the process principle and flows of HTHP filter and explains in particular the precautions ensuring a saferunning of cartridge of HTHP filter and handling of damaged cartridgeKey words Shell coal gasification; HTHP filter; precautions