低温甲醇洗装置在华鲁恒升的应用

2008年8月大氛跑Aug.2008第31卷第4期.L aunge Seale Nitrogenous F ernilizer IndustryVol.3i No.4低温甲醇洗装置在华鲁恒升的应用赵新江胡志香(山东华鲁恒升化L股份有限公司,山东德州.253024)摘要介绍低温甲醇洗装 置在华鲁恒升3a来的运行状况，分析独具特色的“一头三尾”低温甲醇洗流程的工艺特点,概述操作负荷变化对甲醇洗的影响,并结合实际运行工况提出合理化的操作建议。关键词低温甲醇洗 工艺特点冷量平衡优化控制山东华鲁恒升化工股份有限公司筹资建设的大660t/d,最小340v/d。吸收塔C单塔设计能大型氮肥国产化示范项目,于2000年3月28日力:最大340/d,最小200v/d。吸收塔A/B/C 都由原国家经贸委以国经贸投资[2000]271号文件单独配备有段间换热器、甲醇冷却器、进料气冷却批准,列人国家重点技术改造“双高一优"项目导器、进料气体甲醇/水分离罐等设备。因此,该流向计划,项目的总投资139832 万元。2002年9月程能够适应生产氨、甲醇、氨和甲醇、氨和CO、甲12日大氮肥项目正式开工建设, 2004 年9月19醇和Co、氨和甲醇与Co等6种不同工况的要求。日,空分装置- -次开车成功,10月16日气化装置在操作上有5种切换模式,即A/B塔全负荷生产投料成功,11月25日合成氨生产流程全线打通，合成氨;A塔半负荷生产合成氨及B塔半负荷生装置转人试运行阶段。产甲醇;A塔生产合成氨;B塔生产甲醇,C塔能装置采用了国内自主开发的低温甲醇洗净化够随不同的产品模式进行并联生产。由于在吸收工艺,采用大连理工大学的专利技术,- -步法脱除塔A/B/C吸收系统及冷量回收系统中串联处增原料气中的硫化物与CO2。该装置由中国寰球化加了遥控气动阀门,使装置在运行中能够灵活切学工程公司进行工程设计。经过3a来的运行实.换产品模式,减少了操作人员的劳动强度。该流践证明,低温甲醇洗装置不仅完全能够满足日产程适应了因产品市场价格变动而在线进行产品模1000t氨的生产能力,而且有一定的超负荷空间。式转产的要求,省却了停车进行产品流程切换的现将该装置流程特点及运行情况进行介绍。步骤,节省了时间,保证了装置连续运转及经济效益的最大化。“一头三尾”工艺流程特点一期低温甲醇洗装置有3个独立的吸收塔,2低温甲醇洗装 置运行情况共用1套再生系统进行溶液再生。3个吸收塔对低温甲醇洗装置采用标准流程布置,全系统应的后工序分别是300kt/a合成氨装置、200kv/a工艺分为6个部分:H2S和CO2的高压吸收、H2的甲醇装置和100k/a一氧化碳装置,故称“一头三中压闪蒸回收.CO2的低压解吸、富甲醇的再生、尾”流程。“一头三尾”流程见图1。甲醇中水的脱除、酸性气的回收。为防止湿HS一吸收塔Aτ-[ 3l合成氨]腐蚀,低温甲醇洗工序中所有塔板和浮阀的材质皆采用不锈钢，低温管道和设备大部分使用了低.化一一换+一吸收明一[ 20k称-吸收塔C一-[00kVa-氧化碳收稿8期:2008-03-07;收到修改稿日期:2008-07-01。作者简介:赵新江，男.1973年出生,主任工程师.1994年毕业图1“一头三尾” 流程示意干济南化工学校化学工艺与I程专业,现为低温甲醇洗、液氮洗、其中二氧化碳吸收塔A/B单塔设计能力:最克劳斯硫回收I序技术主管。联系电话: 13396276822。246大氛配2008年第31卷温碳钢材质。冷量配有专用氨冷冻压缩机提供冷上升,造成吸收能力下降。这时如果增加系统循量,通过改造,将气液氨管线与下游氨合成岗位的环量会适得其反,甲醇循环量大,单位甲醇携带的氨压机串联起来,省却了氨冷冻压缩机组,达到资冷量减少,而且循环量增加势必会增加各甲醇循源配置优化,节能效益显著的目的。环泵的功率消耗,消耗掉的机械功转化为热量转这套装置工艺流程复杂,前后物流交错流动，移到甲醇溶液中,使溶液温度升高,导致工况更加各种操作参数的调整既要满足物料平衡及工艺要恶化。吸收了CO2的甲醇液去下塔吸收HS,甲求外,还要满足系统冷量的平衡。根据系统开车醇量也要适当控制,在系统氨和甲醇联产的工况3a来不同工况下的参数调试情况,对装置进行了下,要满足氨塔净化气指标H2S含量不大于1x分析和研究。10-6 ,甲醇塔净化气指标H2S含量不大于0.1 x .2.1H2S和CO2的高压吸收系统10- 6的情况下,尽量减少其流量,以免造成CO2在H2S和CO2的吸收属于液相控制,遵循亨利下塔过量吸收而造成无硫甲醇量减少，影响CO2定律。当CO2在甲醇中的溶解度不大于1.75L/产品的质量。一般控制下塔出口含硫甲醇温度在kg时,液态CO2在不同温度下的蒸汽压见表1。- 10C左右,B塔生产甲醇时由于要求H2S 含量表1液态CO2 在不同温度下的蒸汽压严格控制在不大于0.1x 10-6,所以控制下塔甲温度/心.-55-50-45-4()-35-30醇量就多- -些,塔底含硫甲醇温度稳定在- 18C .蒸汽压/MPa 0.55495 0.69553 0.83313 I .00571.2036 1.4287左右。压力高低在吸收操作中是一个关键因素,根2.2 氢气的中压闪蒸回收控制据亨利定律压力越高,温度越低,单位甲醇量吸收在系统富甲醇溶液进氢气闪蒸回收系统前增的溶质量亦越多,因此,吸收时应尽量在高压、低加了1组氨冷器,来降低富甲醇的温度,目的是防温环境下进行。止CO2在闪蒸罐中过量解吸。因为CO2在闪蒸罐温度控制在低温甲醇洗工艺中占主导地位。中大量解吸不仅影响氢气的回收品质,而且会使甲醇吸收CO2和H2S是放热过程,CO2由于含量去二氧化碳产品塔的甲醇中CO2含量减少,造成较高,故放热较多。为了降低吸收温度,把吸收了系统解吸冷量减少。由于温度的变化对氢气在甲酸性气体的富甲醇,采用先预冷再减压解吸,以得醇中的溶解度影响不大,所以应尽量降低该温度。到更低的系统温度,并通过热量交换使净甲醇的一般情况下应控制此温度在- 35C左右。曾经由吸收温度降低;浓缩系统采用低压氮气汽提解吸,于夏天氨冷器负荷高造成进中压闪蒸罐的甲醇温达到H2S.COS等浓缩的目的。低温甲醇洗使用度升高,造成系统冷量急剧减少,不仅CO2产品气的汽提氮气是液氮洗分子筛再生使用后的氮气,量减少,而且系统贫甲醇温度上升较多,由- 60C .由于分子筛周期性切换再生的原因，造成汽提氮短时间内上升到-56C,紧急减负荷8000m2/h才气温度周期性的变化,高低温差达70C,对硫化使系统温度恢复,可见中压闪蒸温度对系统的影氢浓缩塔的塔底温度影响较大,直接导致酸性气响是很大的。浓度的波动,影响到硫回收的稳定生产。通过控.3 系统冷量平衡的控制制液氮洗分子筛再生与冷却时的旁路氮气气量,在低温甲醇洗工艺中,温度是影响甲醇洗净使汽提氮气温度控制在30C波动范围之内，减小化效果的重要因素之一，低温甲醇洗的净化效果了汽提氮气温度波动造成的影响。取决于溶质气体在甲醇中的溶解度和达到气液平吸收塔A/B设计成两段吸收塔型,下塔吸收衡时溶质气体在气相中的分压,而这两个因素都H2S,上塔吸收CO2。段间换热器将吸收过程中放是温度的函数。在实际操作上通过以下手段来实出的热量带走。其中段间氨冷器对吸收塔温度有现系统的冷量平衡。较大的影响，尤其在系统负荷高时影响更大。在1)尽量降低甲醇减压闪蒸后的气体压力,提.系统高负荷运行时,吸收区上移,塔上部产生大量高节流闪蒸制冷效果来增加系统的冷量。的热,会加重段间氨冷器负担。尤其是在氨合成2)在保证液氨洗装置工艺正常的前提下,应工序生产冷氨的工况下，氨压机负荷加重,气氨总尽 量维持液氮洗到甲醇洗的工艺气控制较低的温管压力升高,氨冷器制冷能力下降,循环甲醇温度度,以充分补偿系统的冷量损失。第4期赵新江等.低温甲醇洗装置在华鲁恒升的应用2473)尽量增加氨压机负荷,降低氨蒸发压力,量不大于15% ,影响了克劳斯的反应,造成尾气以提高氨的制冷效率。排放严重超标,周围环境有恶臭气味。通过采用4)加大气提氮量,降低甲醇溶液去甲醇再生.喷射式洗涤法,吸收了大部分尾气中的H2S、SO2塔的CO2含量,减少冷量损失。等污染物,同时通过喷射式洗涤法解决了其他厂2.4甲醇再生塔再生贫度控制家水洗法硫磺堵塞的问题，最后水洗后的尾气经甲醇再生塔在装置开车初期,贫甲醇溶液中过焚烧炉进一步转化,达到了国家排放标准sO2的HS含量最高达到10mg/L,远远超过设计值含量不大于960 mg/m'。0.7~ 1.0mg/L,经过提高甲醇再生塔的操作温度,贫甲醇溶液中的H2S含量下降到5 ~ 9mg/L,3存在的问题及结论目前控制在9mg/L左右。通过对工艺现象的分1)为了充分利用能量，甲醇洗再生系统的流析,认为H2S含量高是由于在施工过程中塔盘安程长而且复杂,再有“一-头三尾”流程的串联,需要装质量不合格,引起塔盘漏液造成的。在大修期技术人员操作人员必须具有较高的技术素质与间，安排人员进塔检查,发现塔盘和塔筒体之间出熟练的操作技能才能适应工况的变化及异常情况现缝隙,这是造成再生效果下降的主要原因,通过的处理。对缝隙进行修补后,再生效果正常。2)甲醇洗装置因尾气排放和阀门渗漏,造成2.5甲 醇中水含量的控制装置区内酸性环境,碳钢设备产生了酸性腐蚀,尤在甲醇洗装置开车后就一直存在系统含水量其在低温区,一些碳钢材质的阀门管道因静电腐偏高的情况,系统甲醇含水量最高达到2.0%,正蚀比较严重。由于保冷材料不可避免地存在- - 些常情况下在0.9%左右。脱水塔顶部甲醇含水量缝隙,保冷材料内的管道腐蚀更加严重,给装置带也在0.8%左右,比其他厂家高约0.3%。经过计来了较大的安全隐患。算,采取调整回流比和降低进料板位置等措施后，低温甲醇洗作为目前比较先进的酸性气体脱系统水含量降低至0.6%,减缓了系统腐蚀,同时除技术,经过国产化以后3年来的稳定运行,证明增大了贫甲醇的吸收能力。国产化装置是可以满足生产要求的,在以煤为原.6 酸性气的回收料生产氨甲醇、一氧化碳的工艺中综合应用是成酸性气采用三级克劳斯工艺,因所用神华煤功的,但对存在的问题,有待于进一步研究完善 与硫含量较低,造成甲醇洗酸性气浓度偏低,H2S含改进。APPLICATION OF RECTISOL UNIT IN HUALU HENGSHENGZhao Xinjjang and Hu Zhixiang( Shandong Hualu Hengsheng Chemical Co., Ltd., Dehou ,253024)Abstract This paper presents the operation of Rectisol unit in Hualu Hengsheng company inthe past 3 years, analyzed the“ One head-three tails" characteristics of Rectisol process，outines theeffect of the load changes on methanol washing, and puts forward rational operating proposals in com-bination of actual operating conditions .Key words: Rectisol，technology features , cold balance, optimal control山东兴建国内最大环保缓控释肥料生产装置山东鲁岳化工有限公司与国外著名科技肥料企业合作,采用世界先进的高端环保缓控释肥料生产技术,日前动工兴建国内最大环保缓控释肥料生产装置。该项目规模为年产600kt硫包衣尿素,总投资5000万美元,建成投产后年产值可达25亿元。硫包衣尿素是一种成本较低的环保缓释肥料产品,施用后可以直接将氰肥使用率从原来的30%提高到70%左右,并减少水污染,避免土壤板结,减少施肥次数,同时减少施肥综合成本,有效降低土壤盐指数,提高作物品质。可以满足国内现代绿色农业发展对缓释肥料的大量需求和有力推动农业生产的可持续发展。汪家铭