低温甲醇洗热再生系统存在的问题及改进措施

第32卷化肥工业第5期低温甲醇洗热再生系统存在的问题及改进措施丁武松宁平〔昆明理工大学环境科学与工程学院650093)摘要针对低温甲醇洗装裝置克劳斯气夹带甲醇及系统甲醇中油含量高的问题分析其原因并提岀改进措施。对克劳斯气分离器降液管改造后消除了克艻斯气夹带甲醇的现象降低了系统甲醇中的油含量取得了较好的经济效益关键词低温甲醇洗克劳斯气Problems in Regeneration System by Heating forLow-Temperature methanol wash Process and Improvement measuresDing Wusong and Ning pingAbstract With a view to solving the problems of methanol entrainment by Claus gas in the lowtemperature methanol wash unit and high oil content in methanol in the system the causes are analyzedd improvement measures areBy transformation of the downcomer of the Claus gas separator, methanol entrainment by Claus gas is eliminated the oil content in the methanol in the system re-duced, and good economic benefit obtainedKeywords low-temperature methanol wash Claus gas reform低温甲醇洗是解化集团公司二期技改工程,进入K-505Ⅱ段加热再生甲醇中溶解的酸性气自1998年底试运行以来,直存在着克劳斯气夹体被热再生塔再沸器W-515产生的甲醇蒸气气带甲醇及系统甲醇中油含量高的问题不仅甲醇提析岀岀K-505Ⅱ段顶部的带甲醇的酸性气经消耗增加而且严重影响了低温甲醇洗和液氮洗W-511和W-512冷凝后进入K-505Ⅲ段进行的安全稳定运行。为此对克劳斯气分离器降液管气液分离其中大部分甲醇被冷凝后进入K-505进行了改造改造后消除了克劳斯气夹带甲醇的Ⅲ段作回流液。出K-505Ⅲ段的克劳斯气在W现象降低了系统甲醇中的油含量取得了较好的513中被来自K-503Ⅲ段的CO闪蒸气冷却至经济效益和社会效益。21℃再经氨冷器W-514冷却至-40℃后进入克劳斯气分离器F-502。在F-502中,被分热再生系统工艺流程简介离的甲醇冷凝液经F-502底部U形降液管返回低温甲醇洗热再生系统工艺流程见图l。来自K-505Ⅲ段作回流液岀F-502顶部的克劳斯W-508的富H2S甲醇液在热再生塔K-505减气经W-511复热后送克劳斯硫回收装置压闪蒸热闪蒸气经W-509冷凝后冷凝的甲醇进K-505Ⅲ段的甲醇经P506泵送至K-505Ⅱ入K-505Ⅲ段作回流液出W-509的热闪蒸气含段顶部作回流液。K-505Ⅱ段底部经过完全再CO284.51%H2S9.40%)经W-510冷却后进入K中国煤化玉关至W-508、W-507504Ⅱ段底部进行H,S提浓的再吸收。CNMHG40℃后送CO2吸收经过热闪蒸后的K-505I段富H2S甲醇液塔K-502顶部作精洗甲醇。*本文作者的联系方式ws643@163.com第32卷化肥工业第5期CO2排放气去K506自K-503Ⅲ段自K504Ⅱ段顶部去K504段底部心去克劳斯装置|Pv5095去W507W512W513W-Sl来自K504Ⅱ底部W-5】5P505P-507gLv-5102P-506去萃取器B-502图1热再生系统工艺流程图K-505.热再生塔F-502.克劳斯气分离器W-508.贫/富甲醇热交换器W-509.热闪蒸气冷凝器W-510.热闪蒸气/再吸收排放气换热器W-511/W-512.热再生塔顶冷凝器W-513.克劳斯气/排放气换热器W-514,.克劳斯气氨冷器W-515.再沸器P-505,热再生塔给料泵P-506.热再生塔回流泵P-507.CO,吸收塔给料泵2热再生系统存在的问题及原因分析气压力PR-5096非但不下降反而会升高克劳2.1克劳斯气压力波动大斯气夹带甲醇更加严重若关小PV-5095阀位低温甲醇洗裝置自开车投运以来当蒸汽压也会使克劳斯气压力升高K-505Ⅱ段热再生甲力或其它外部条件稍有波动就会引起克劳斯气醇中的酸性气不能被全部及时气提析出热再生压力的波动出现克劳斯气夹带甲醇的现象克劳甲醇再生不完全,使K-502塔顶部的精洗甲醇斯气出囗压力PR-5096升高,出囗温度TR吸收效率下降导致K-502塔顶部H2S和CO25096迅速下降至0℃以下。此时若开大克劳斯微量上升。克劳斯气夹带甲醇时的相应工艺参数气出口压力调节阀PV-5095阀位来降低克劳斯变化情况见表1。表1克劳斯气夹带甲醇时部分工艺参数变化情况项目PR-5095/ MPa PR-506/ MPa TI-5103/℃T-5104/℃TR-5091/℃TR-5096/△TTR-5091-TR-5096)℃入W-511的出W-511的出W-513的克出W-513的排入W-511的热出W-51的克测量对象热再生气压力克劳斯气压力劳斯气温度放气温度再生气温度劳斯气温度热短温差工艺指标0,15正常工况0.180.13带甲醇时0.300,25从表1可看出,克劳斯气夹带甲醇时,T合形成气液夹带的状况,从F-502顶部排出。5103和TI-5104温度迅速下降这表明从W中国煤化工513和W-514冷凝513到w-514的克劳斯气量减少了其余的克的CNMH(醇易挥发在挥发过劳斯气则冲破克劳斯气分离器F-502底部U形程中吸收热量后体积膨胀因此克劳斯气夹带甲降液管液封后沿U形降液管往上反冲至F-502醇时克劳斯气出口温度TR-5096迅速下降至0与经过W-513和W-514冷凝后的克劳斯气混℃以下出口压力PR-5096则迅速升高此时开第32卷化肥工业第5期大P-5095阀位则克劳斯气流速和流量增加,醇。克劳斯气夹带甲醇不仅工艺调整相当困难,带走的甲醇也增加要很长时间才能恢复正常而且甲醇损失非常大由于F-502没有液位指示故在实际操作过(表2)系统要补充大量新鲜甲醇才能维持正常程中F-502容易出现满液位或排空现象这时克运行。劳斯气压力稍有波动就会导致克劳斯气夹带甲2.2系统甲醇中油含量高表2克劳斯气全分析数据取样时间CO3/%O2/%CO/%o烃类/%CH3OH(mgm-)2003-03-01T16:3064,102135,392003-03-02T10:0067.70褐煤加压气化所制得旳变换气中油含量较系统甲醇的油就可被逐渐分离从而降低系统甲高变换气在H2S吸收塔K-501的预洗段用1.6醇中的油含量。m3/h的冷甲醇洗涤吸收后虽然大部分气态轻油被洗涤脱除但仍有极少量的残余气态轻油随变3改进措施换气带入系统甲醇运行时间一长就在系统中慢(1)克劳斯气分离器安装液位变送器和液位慢累积增加使系统甲醇中油含量升高。这些油调节阀中的低沸点烃类物质挥发到净化气中随净化气克劳斯气分离器F-502安装液位变送器和带至600液氮洗冷箱并慢慢附集于换热器上使调节阀后在中控室就能方便地监测和控制F-换热器换热效率下降操作温度上升600°液氮洗502的液位。只要控制LC-5102不满液位或排装置被迫停车进行冷箱复热解冻严重影响了生空K-505Ⅲ段克劳斯气就不会发生串气夹带甲产的正常运行。醇的现象对K-505Ⅱ段热再生甲醇、K-505Ⅲ段回流(2)F-502的U形降液管底部新配管线至甲醇及F-502分离的冷凝甲醇分别取样进行油萃取器含量分析分析数据见表3在F-502的U形降液管底部新配管线至预表3甲醇中油含量分析数据洗系统的萃取器B-502原F-502底部U形降取样的间k-06组段回F532)下351段热再液管至K-505Ⅲ段的管子上加一截止阀并关甲醇/%凝甲醇/%生甲醇(mgL-1)死改造后的F-502降液管流程如图1虚线部分003-11-0所示。改造后将F-502分离的冷凝甲醇送至萃2003-11-08取器B-502的甲醇、水、石脑油混合室进行萃2003-11-16取冷凝甲醇中的轻油经萃取进入石脑油室石脑注K-505Ⅲ段、F-502甲醇中油含量的测定方法是用量筒取样油岀售或进一步深加工甲醇、水混合液则送精100mL然后加入100mL水搅拌、静置10min再读取上部油层馏精馏岀的甲醇返回系统。这样既避免了K体积所得505Ⅲ段克劳斯气从F-502底部U形降液管串从表3可看出K-505Ⅲ段回流甲醇和F气至F-502夹带甲醇的现象又使F-502分离502分离的冷凝甲醇中油含量特别高。这是因为的冷凝甲醇中的甲醇和油得到了很好的分离和回从变換气进入系统的低沸点轻油在K-505Ⅱ段收降低了系统甲醇中的油含量同时增加了石脑随酸性气被加热气提析出经冷凝后进入K-505油产量Ⅲ段回流甲醇中重新返回系统长时间的循环累中国煤化工积使热再生甲醇及K-505Ⅲ段和F-502中的甲CNMHG醇油含量越来越高。如果F-502中油含量很高在不影响正常生产的情况下于2004年3月的冷凝甲醇不再返回K-505Ⅲ段作回流液而是5日完成改造并投入运行。从运行情况看取得将它进行甲醇和油的分离处理则从变换气带入(下转第54页)第32卷化肥工业第5期特点料浆制备过程中必须加入添加剂而添加剂5)气化炉温度应充分考虑料浆灰熔点、比的普适性有限且价格昂贵因此其选用应兼顾适氧耗、耐火砖使用寿命等综合因素可通过加入助宜性和经济性建议可参照下列标准进行选择粘熔剂或不同煤种混配达到降低灰熔点的目的。度100~1000mPa·s24h稳定性≤8%料浆浓(6)因原料煤中含有一定比例的氮元素经度60%~70%添加剂消耗<0.5%(干基加压高温气化后将有一定比例的氮元素转化为3)从理论上讲水煤浆加压气化对煤种的氨经后工序冷凝其冷凝液中NH3-N达2000适应性较广但实际生产中发现煤的质量对气化10ˉ°增加了环保治理难度生产影响极大,主要影响因素表现为灰分、灰熔通过近1年的多元料浆试生产实现单炉运点建议煤种选择可参考下列标准行3969h,产氨16363t,平均消化氧气3500主要指标灰分≤20%越低越好恢灰熔点m3/l(标态)氮气2000m3/H(标态)有效利用1300℃。了空分能力改善了煤气炉运行工况。同时为二次要指标内水分≤8%固定碳≥50%越高期项目水煤浆建设积累了大量的实践操作经验越好。为二期尽快稳定生产奠定了扎实的基础。(4)加压气化应选择液态排渣为宜收稿日期2004-11-22)上接第47页)低温甲醇洗变换气处理量按64520m3l(标了非常好的效果,克劳斯气夹带甲醇的情况不再态)计经物料衡算克劳斯气量约为1110m3/h发生,热再生甲醇中油含量比改造前大幅降低标态)改造前克劳斯气中甲醇的平均含量为改造前、后克劳斯气中甲醇含量及甲醇中油含量1500mg/m3每年(按11个月)从克劳斯气夹带对比情况见表4。走的甲醇约为10lt。精甲醇按2500元/t计改表4改造前、后克劳斯气中甲醇、甲醇中的油平均含量造后每年可减少甲醇消耗25万元。克劳斯热再生K-505ⅢF-502改造前萃取器B-502的石脑油平均产量约项目气中甲甲醇油段回流冷凝甲7t/d改造后约10t/d。石脑油按目前1300元备注醇含量/含量(mg甲醇油醇油的售价计改造后石脑油销售收入增加140.4万(mg:m-3)·L-)含量/%含量/%兀。15组数据改造前11500改造后由于克劳斯气不再夹带甲醇不仅保平均值障了克劳斯气硫回收装置的稳定运行而且保护0组数据检测限平均值了环境。(收稿日期2004-12-21)上接第50页)中旬压差开始有所上升,但一直维持在1kPa/d配后由下自上流动洗涤液由循环洗涤泵提供经的低增长率至8月5日短停检修时压差仅为洗涤罐上部液相分配头后自上而下喷淋洗涤液85kPa摧化剂表面有少量旳碳酸钾。新増洗涤与CO2气体逆流接触将CO2中携带的碳酸钾洗罐的投用保证了脱氢反应器至少半年的连续运涤吸收洗涤后旳CO气体富含水分经洗涤罐行较圆满地解决了CO气体携带碳酸钾的问顶部丝网式分离器除水后进入压缩机一段入口分题。离器洗涤液部分由洗涤罐底部排放阀排岀由脱盐水进行补充中练建化部居的振有分CNMHG量大分配效果不好6实施后效果及存在的问题造成洗涤罐和压缩机一段入口分离器的液位难以改造后于2004年2月初投用连续运转5个控制现采用副线手动和主线自动同时控制。月脱氬反应器压差始终维持在60~65kPa7月(收稿日期2005-03-23)