低温甲醇洗系统开停车与运行及检修经验总结

第3期中氪肥2016年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer progressMay 2016低温甲醇洗系统开停车与运行及检修经验总结强艳波,刘大贵(兖州煤业鄂尔多斯能化内蒙古荣信化工有限公司,内蒙古达拉特014300)[摘要]针对某300υd甲醇装置低温甲醇洗系统长期存在的常见问題进行分析,着重介绍低温甲醇洗系统开停车、运行及检修过程中出现的问题及整改措施,并对好的做法和经验进行了总结。关键词]甲醇装置;低温甲醇洗系统;开停车;运行;问题;整改措施;优化措施[中图分类号]TQ223.12·1[文献标志码]B[文章编号]1004-9932(2016)03-0067-041概况2低温甲醇洗系统长期存在的常见问题分析某3000t/d甲醇装置低温甲醇洗系统采用2.1设备腐蚀问题德国 Linde工艺包,九塔流程(图1),设计入2.1.1甲醇中水含量对设备腐蚀的影响工段气量414000m3/h,出工段合成气281000在原料气冷却器、水分离器中,受系统压m/h。系统2014年7月一次性开车成功,经历力、工艺气水含量等的影响,设备受湿H2S的3次系统检修消缺,现负荷105%,运行稳定。腐蚀是不可避免的。控制原料气冷却器出口工艺CO产品气尾气气在较低温度可最大程度减小工艺气侧的水含合成气量,但原料气冷却器出口工艺气温度太低会造成水CO2凝结为干冰而堵塞水分离器后管道,故原料酸性气气冷却器出口工艺气温度不宜低于-18℃甲醇洗涤塔之后的设备应控制甲醇中水含量塔在0.5%(质量分数)以下,主要目的是防止水、H2S、CO综合作用下产生羰基铁,对设备洗氨水去罐∥|塔‖提造成腐蚀并堵塞管路。变换汽提塔塔2.L.2甲醇溶液pH对设备腐蚀的影响贫液泵废水去气化设备腐蚀随甲醇溶液pH的降低而加剧。目图1低温甲醇洗系统流程简图前,采用 Linde低温甲醇洗工艺的厂家多选择加碱工艺,在水分离塔中部加入1%左右的NaOH[收稿日期]2015-11-18溶液控制系统的pH;也可以减少洗氨塔顶给水[作者简介]强艳波(1980-),女,工程师,工艺技术管理员。量,使一部分氨进入低温甲醇洗流程,以提高溶[7]刘成,甲醇驰放气回收利用的持续改进方法[J].中国进展[J.中国工程科学,2013(2):98-106石油和化工标准与质量,2014(2):39[13]李培俊,曹军,王元华,等.甲烷水蒸气重整制氢反应[8]杜康.膜分离技术在甲醇弛放气回收装置中的应用效果及其影响因素的数值分析[J].化工进展,2015(6)分析及建议[J].工业设计,2011(12):144-1461588-1594[9]姚刚,冯统新.5500m3/h变压吸附提氢装置运行总结14] ShindeⅤV, Jeong Y T. A green and convenient protocol for[J].中氮肥,2009(3):17-19the synthesis of diarylmethanes via a one-pot[10]银醇彪,张东辉,鲁东东,等,数值模拟和优化变压吸附ent reaction catalyzed by a novel silica tungstic acid (STA)流程研究进展[J].化工进展,2014(3):550-557der solvent-free conditions [ J]. Comptes Rendus Chimie[11]殷文华,罗英奇,吴巍,等.变压吸附技术在合成氨彳2015(4中国煤化工业的应用和发展[冂].低温与特气,2015(1):48-52[15]郭兴育CNMHG中氮肥[12]孙杰,孙春文,李吉刚,等.甲烷水蒸气重整反应研究2010(5TH68中氪肥第3期液的pH(5)CO2及尾气放空携带甲醇而损失。2.1.3氧对设备腐蚀的影响(6)清理贫富液过滤器滤芯前会将设备内在低温甲醇洗设备正常运行后,设备材料表甲醇排至甲醇地下槽,也会导致甲醇损失。面会形成致密的FeS膜,对设备有一定的保护作2.3.2降低甲醇消耗的措施用,而O2的进入会破坏FeS膜,形成疏松的络(1)适当提高系统操作压力,降低操作温合物而后脱落,使设备内部金属暴露,加剧设备度,建立合适的甲醇循环量。高压、低温并合理的腐蚀。因此,设备运行期间要避免仪表空气窜匹配甲醇循环量,既能保证甲醇有较好的吸收效入系统并严格控制氮气中的O2含量,设备检修果,又不至于增加能耗期间要注意用氮气进行保护,避免空气进入容(2)保证洗涤甲醇的质量。甲醇质量的好器坏直接影响低温甲醇洗系统的净化效果。甲醇中2.2甲醇溶液中氨含量的控制问题含水量达4%时,CO2在甲醇中的溶解度将降低(1)变换气入工段设置了洗氨塔,用高压15%,H2S的溶解度也会大幅度下降,且甲醇含锅炉水对气体中的氨进行洗涤(吸收),剩余少水量增加还会使设备的腐蚀加剧。另外,甲醇质量的氨随工艺气进入到甲醇溶液中。量还受氨含量的影响,氨含量如果超标,CO2、(2)定期排放含氨甲醇,并补充新鲜甲醇H2S在甲醇中的溶解度会大幅降低。进行置换。(3)回收利用甲醇水分离塔的含甲醇废水(3)利用入H2S气体换热器的热酸性气管可将甲醇水分离塔外送废水管线引至进尾气洗涤线与出HsS气体换热器的冷酸性气管线之间的塔脱盐水管线上,回收利用部分含醇废水。联通管线,将热酸性气直接送往硫回收系统制硫(4)控制含氨甲醇的排放。控制洗氨塔操燃烧炉焚烧,以降低系统甲醇溶液中的氨含量。作,减少水煤气中的氨含量;尽量排放气氨,减2.3甲醇消耗高的问题少液相含氨甲醇的排放,从而减少甲醇损失;外2.3.1甲醇消耗高的原因排含氨甲醇可直接回收至杂醇油罐外卖。(1)开停车对甲醇消耗的影响。造成系统3低温甲醇洗系统出现的问题及整改措施甲醇大量损失的是开车前的系统升温和停车后的溶液再生过程,系统的高温、低压及波动也会造3.1甲醇贫液过滤器滤芯清理频繁成甲醇的大量消耗。甲醇贫液过滤器在生产运行过程中滤芯清理(2)甲醇水分离塔含醇废水的排放。甲醇频繁,投用后最长使用30h,而原设计只有1台水分离塔通过排放一定量的废水将系统中的水、甲醇贫液过滤器,切出清理过程中甲醇溶液走副粉尘、固体颗粒去除,但去除以上组分的同时也线,使杂质进入后续溶液循环系统,对系统造成排放了大量甲醇,故废水指标在一定程度上决定不良影响了系统的甲醇消耗。废水甲醇含量指标设计为小过滤器清理频繁的主要原因是:系统内残留于100×10-6,但实际操作过程中由于蒸汽管网杂质,这与原始开车时系统吹扫、水洗不彻底有的波动和水分离塔进料量的变化等因素导致废水关;运行过程中溶液水含量高引起设备腐蚀醇含量超标,在一定程度上增大了甲醇的损耗。生腐蚀产物;前工段原料气带入的杂质进入了溶(3)含氨甲醇排放或气氨排放。低温甲醇液系统洗系统排放含氨甲醇并补充新鲜甲醇时会消耗甲整改措施:已增加1台甲醇贫液过滤器醇,排气氨时由于需要升温也会使甲醇随气氨损开一备,清理滤芯时进行切换,以免对系统运行耗一部分。经统计,正常生产时此项排放占甲醇造成影响。损耗的50%以上3.2CO2放空噪音大(4)系统导淋内漏。系统导淋内漏也会导设计上CO2和尾气放空管汇合后附着在甲致甲醇损耗,因此开车正常后需将不常用的导淋醇洗涤塔上至塔了低汨田泩丞统附近噪的八字盲板倒至盲位,以防止导淋内漏造成甲醇音较大。中国煤化工排至地下槽而损失整改措施CNMHG:力调节第3期强艳波等:低温甲醇洗系统开停车与运行及检修经验总结69阀后切断阀拆除,增加降噪板。接气开车后现场应对措施:①低温甲醇洗系统加、减负荷噪音明显减小过程不宜骤加或骤减,特别是减量过程,应尽量3.3入工段原料气大阀操作耗时费力缓慢;②如果气化炉跳车,低温甲醇洗系统应低温甲醇洗系统亼工段原料气大阀设计为果断迅速地减丙烯量和气提氮气量,并通过其他24″手动闸阀,且安装位置在界区管廊12m平台调节手段提高甲醇洗涤塔底部甲醇温度(如上,系统开停车时都需要操作此阀门,每次开关开大甲醇洗涤塔一段到二段溶液阀门和二段到三阀门都需3~4个操作工连续作业1h。段溶液阀门,提高合成气入塔温度,关闭贫甲醇整改措施:原料气大阀增加电动执行杋构。水冷器循环水等);③温度骤降无法控制时,停现已安装完毕投入使用。止溶液循环系统运行。3.4系统重启时丙烯冷却器进液阀冻堵3.6系统接气开车前和短停后溶液循环中断低温甲醇洗系统建立溶液循环后的降温过程低温甲醇洗系统接气开车前和短停后CO2中,发现丙烯冷却器前后无温差,不能起到降温产品塔压力下降后(无充压阀),导致溶液循环的作用。排査后发现丙烯进液管道不过液,判断中断,原设计是利用液位差保证溶液循环,但实进液自调阀的前后切断阀已冻堵。际运行中达不到应有的效果整改措施:将阀门缓慢用0.5MPa蒸汽化冻整改措施:检修时增加低压氮气充压阀。整后,系统运行正常。改后可保证溶液系统稳定运行,节约开车时间。3.5低温甲醇洗系统加减负荷控制该300d甲醇装置气化系统采用四喷嘴4低温甲醇洗系统检修经验总结及处理的问题水煤浆气化炉,两开一备,每台气化炉最小气量4.1检修前后开停车情况为130000m3/h。加负荷过程,因低温甲醇洗系000t/d甲醇装置低温甲醇洗系统有过3统需要调整合成气中的H2S和CO2含量指标,如次计划停车检修,检修前后开停车情况如下。果一次加量为1台气化炉气量约130000m3/h,为4.1.1检修前的停车过程保证合成气中的H2S指标,低温甲醇洗系统需(1)气化减量到低温甲醇洗系统切气停车提前将循环甲醇量和丙烯量建立,这样会导致合用时2h。成气中的CO2指标为0%,且长时间不易恢复,2)溶液循环再生及复温约18h。影响合成系统的操作。减负荷过程,如果一次减(3)低温甲醇洗系统退液总用时38.5h,量为1台气化炉气量约130000m3/h,低温甲醇退液量共826t(退液至精甲醇槽772t,退液至洗系统即使及时将丙烯退岀,那么闪蒸带来的冷杂醇油槽54t)。量也很大,使甲醇洗涤塔三段、四段出来的甲醇4)系统置换与火炬加盲板隔离用时28.5溶液迅速降温,而正常操作时甲醇洗涤塔三段、h,其中置换时间约24h。四段出来的甲醇溶液温度为-36℃,而此管道4.1.2检修后的开车过程温度报警值为-40℃(设计温度为-45℃)(1)低温甲醇洗系统气密性试验、置换用如果长时间或频繁发生管道、设备温度过低,会时约5.5h导致管道和设备脆裂,酿成事故,但如果通过过(2)系统补液用时约16h,补液量1100t。度减少气提氮气量的方法来避免降温过快,又会(3)低温甲醇洗系统降温用时约19.5h产生热再生塔负荷加重、设备超压、贫甲醇指标平均降温速率为2.5℃/h。不合格等问题(4)低温甲醇洗系统从合成气接入到送出而其他采用粉煤气化炉的类似煤化工项目,用时4h。气化炉一般五开二备,即使Ⅰ台气化炉跳车,负4.2检修经验总结荷减20%,也不会对低温甲醇洗系统造成很大4.2.1检修退液再补回系统重新利用的影响。而该3000t/d甲醇装置气化系统1台2015年中国煤化工车检修前,或2台气化炉跳车时,气量波动较大,会造成短配置了低温甲HaCNMHG时退液管时间内低温甲醇洗系统冷量分配不均。线,低温甲醇仇基是盱假〃至精甲醇70中氪肥第3期槽中,剩余设备底部较脏的54t甲醇退至杂醇油要动火作业,还需更加完善的方案)节约了系槽岀售。系统开车前将退至精甲醇槽中的甲醇重统水洗和空气通风时间约l00h(水洗、干燥各新补到低温甲醇洗系统回收利用,较补充新鲜甲2次,共88h;空气通风12h),同时也节约了醇节省了约90万元的费用空分和热电等公用工程系统相应时间内的消耗,4.2.2在氮气氛围中拆检各塔为低温甲醇洗系统和公用工程车间赢得了更多的2015年春季检修时,确定不进行低温甲醇检修时间。这种低温甲醇洗系统退液、干燥后氮洗系统的水洗,在氮气氛围中对低温甲醇洗系统气环境下拆检各塔作业的方式开创了煤化工企业的甲醇洗涤塔、CO3产品塔、H3S浓缩塔、热再低温甲醇洗系统检修的先例,其经验值得推广。生塔、醇水分离塔、氮气气提塔内件等进行拆4.3检修中处理的问题检。为此,制定了详细的检修计划、工艺处理方4.3.1新增伴热蒸汽管道案、安全环保措施,主要内容如下低温甲醇洗系统界区内各软管站及伴热站蒸(1)为防止空气进入塔内,造成塔内硫化汽均由0.5MPa蒸汽总管接出且无根部阀,而蒸铁闪爆,整个检修期间塔内充氮气至10~20汽压力波动及冬季防冻易造成垫子损坏和伴热管kPa,保持微正压。拆人孔时,将所检査的塔内出现漏点,运行时热再生塔蒸汽不能停,漏点检压差降到小于1kPa修时不能有效隔离,给生产和检修造成困扰。(2)进塔前30min在各塔底部液位计处进处理措施:从0.5MPa蒸汽总管单独引出1行取样,对塔内气体进行分析,合格后[置换根4"管道加根部阀,作为界区内各软管站、伴合格标准:可燃物总量≤0.5%(体积分率),热站蒸汽总管氧含量≤0.5%]方可进塔检查。4.3.2地下池增加空气吹扫管线和蒸汽抽气器(3)检修人员拆塔人孔螺栓时,戴好安全为防止地下池内惰性气体和有毒有害气体积带,高挂低用,佩戴好四合一报警仪以防氮气窒聚,避免操作和检修人员进入地下池作业时造成息,作业时4人一组,螺栓拆卸后放置于安全位窒息、中毒事故,检修时在低温甲醇洗系统甲醇置以防坠落,拆卸时做好防火花措施,采用铜制地下池底部四周增加1″空气吹扫管线,每间隔工具或提前在螺栓上抹黄油。500mm左右开孔;同时,甲醇地下池增加蒸汽(4)进塔作业人员穿戴好防护用品,戴好抽气器,利用蒸汽抽引的方法将池底废液抽出抽推车式空气呼吸器,佩戴时必须进行面罩试漏,净保证不外漏;戴好安全带,用麻绳系住,绳头系4.3.3甲醇富液过滤器自燃在牢固位置;2人监护,监护人员戴好四合一报清理甲醇富液过滤器时,因甲醇富液过滤器警仪、护目镜,靠近人孔处戴好空气呼吸器以防为碳钢材质,且介质为富甲醇溶液,亦是系统内窒息,监护时视线不得离开作业人员,发现进塔积聚杂质(杂质主要为铁锈及硫化铁)最多的作业人员不适时及时将其拽出,同时联系施救人部位,甲醇富液过滤器开盖后,空气进入设备内员抢救;空气呼吸器气瓶设有专人监护,监控气部,与硫化铁发生反应,导致过滤器内发生自燃瓶压力及有无漏气等情况并及时通知现象(5)1个人孔拆开检查且问题处理完毕之处理措施:及时加水灭火后,立即将该人孔封住,再拆检下1个人孔,逐作业,不得交叉进行5结束语(6)整个检修期间确保公用工程氮气能随该3000td甲醇装置低温甲醇洗系统自时使用,以便岀现塔内爆燃情况能及时通氮气隔2014年7月开车以来,运行稳定,经过不断地绝空气,以及满足塔内微正压工况要求积累操作经验并进行技改,现系统负荷已达实践表明,上述检修方案(低温甲醇洗系105%,各项工艺指标达到设计要求,为整个甲统拆检各塔并未发现需要动火的检修项目,如需醇装置的长周中国煤化工献。CNMHG