低温甲醇洗工艺及常见问题浅析

2013年第20卷第1期化工生产与技术 Chemical Production and Technology45经验交流低温甲醇洗工艺及常见问题浅析毛相林王传亚王瑞(濮阳龙宇化工有限责任公司,河南濮阳4570000摘要介绍了常见几种低温甲醇洗工艺的共同点和区别,说明了流程中各个设备的原理及作用,分析了常见的净化气中的硫、二氧化碳和水含量超标,系统醇耗高、温度高等问题出现的原因及解决方案。认为不同工艺主要区别就是在换热器方面,目前国内主要采用的大多为鲁奇工艺和大连理工工艺,而大连理工工艺的性价比相对国外技术相对要高得多。关键字低温甲醇洗;鲁奇工艺;林德工艺;大连理工工艺;贫甲醇中图分类号TQ0.2825文献标识码BDoI10.3969jis.1006-6829201301015低温甲醇洗是上世纪50年代初德国林德公司度。在部分大连理工工艺中将此洗氨塔设置在前一和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺工段将洗氨塔和变换气分离器二合一,其实质和作以甲醇为吸收剂,对原料气中的二氧化碳、硫化氢和用是不变的。硫氧碳等酸性气体选择性吸收,从而达到下一工段2)吸收塔是吸收原料气中的二氧化碳和硫化氢的需求,此工艺大多应用与煤化工等气体净化单元,等气体,此2种气体是低温甲醇洗脱出的主要气体,在工艺上使用较多的工艺有鲁奇工艺、林德工艺和分段吸收。从下向上,依次是脱硫段和脱碳段。2段大连理工工艺。分别脱出硫化氢和二氧化碳,脱碳段吸收主要是用1典型工艺流程浅析贫甲醇吸收,形成富二氧化碳甲醇,然后将此富二氧化碳甲醇分为2个方向:一股引人闪蒸塔上段降压低温甲醇洗工艺在工业应用中分为几种工艺,闪蒸;另一股先通过换热器或氨冷器进一步降温,送在下文的叙述中有个别对比分析。典型的工艺流程脱硫段进一步吸收硫化氢等含硫气体,然后送入见图1。闪蒸塔下段降压闪蒸。其中含硫化氢甲醇同时也含1洗氨塔主要是洗涤原料气中的气态氨。氨在氧化碳。低温甲醇洗中与甲醇中的硫化氢容易形成硫化铵。在部分大连理工工艺中吸收塔底部增设1个预硫化铵在再生塔内不容易分解,容易影响贫甲醇纯洗段,主要是用脱碳段的含二氧化碳甲醇洗涤和脱出原料气体中的固体颗粒物质和液态水,然净化气冈蒸气尾气→CO2气提N酸性气后送入精馏塔精馏,脱出水和固体颗粒。也有部分大连理工工艺和林德工艺预洗段和变换气分离器二合一,设置在气体进吸收塔收碳段前,同样脱出原料气中的固体颗粒和液态脱生馏水。在鲁奇工艺中预洗段同样设置,其预洗硫塔段的洗涤后甲醇送入再生塔脱出其中的固料段析闪塔体颗粒和液态水蒸洗氨塔浓缩段塔废水3)闪蒸塔设计一般为2段,分别引入吸洗涤甲醇收塔中脱碳段和脱硫段的2股富甲醇,此塔图1低温甲醇洗工艺流程的上下段压力控制一致,通过降压闪蒸2种Fig 1 Low temperature methanol washing pr富甲醇中吸收的少量的氢气和一氧化碳,将收稿日期:2012-10-11修回日期201210-2546毛相林等低温甲醇洗工艺及常见问题浅析经验交流此2段闪蒸气通过压缩机增压回收送入原料气,同力,稳定再生塔的符合和操作,检查再生塔本身的结时也提高解析塔二氧化碳产品气的纯度。此塔在林构及设计、检查换热器是否存在内漏等等。德工艺和部分大连理工工艺中是以2个闪蒸槽出2)入脱硫段洗涤甲醇的温度高。在几个工艺中现,其作用类似。入脱硫段的甲醇降温一般是通过氨冷器或者甲醇换4)解析塔主要解析从闪蒸塔引过来的甲醇中的热器换热降温的,一般的设计温度约为-30℃以下二氧化碳气体同时回收高纯度二氧化碳气体,供气有效的解决途径有考虑换热器的换热效果,换热器化输煤,达到回收有用气体节省碳资源的目的。解析的冷介质温度,氨冷器的制冷效果,或者系统冷量的塔设置一般都设置2段。2段相互独立,上段主要是损失等等。解析高纯度二氧化碳产品气,通过压缩机增压供气3)贫甲醇中的氨含量超标。当洗氨塔洗涤效果化工段使用;下段主要是在下塔通入低压氮气,降低差时,氨在甲醇系统内富集,容易造成净化气硫超二氧化碳在下塔内的分压,从而进一步解析甲醇中标。对于低温甲醇洗系统中贫甲醇氨含量是不常监的二氧化碳。控指标,需设立定期监控机制,及早发现解决问题,5再生塔的主要作用是进一步脱出未完全解析旦氨在系统内富集,带来的后果是较严重。的二氧化碳气体和脱出全部含硫气体。在鲁奇和大4)人脱硫段的甲醇流量。当进入脱硫段甲醇流连理工工艺中,再生塔设置2段,上段主要是脱出酸量较小时,同样也可以造成脫硫段上移。性气体,下段同时对甲醇中的水进行了初步的浓缩,5精脱硫槽反硫。在少数工艺中设置了精脱硫然后将含水量较高的甲醇送入精馏塔精馏脱水。槽,当精脱硫槽使用时期过长,容易反硫。6精馏塔主要是精馏分离原料气中带入系统的22二氧化碳含量超标水和少量固体颗粒物。大连理工工艺中精馏塔的进1)人吸收塔脱碳段各段吸收甲醇的温度高。在料为吸收塔预洗段的富甲醇,回流为再生塔下段富压力不变的情况下,吸收甲醇的温度对原料气中二甲醇;鲁奇工艺中精馏塔进料为再生塔下段富甲醇,氧化碳的吸收几乎起到决定性作用。一般可以从以回流为再生塔上段贫甲醇;林德工艺中进料为变换下几个方面考虑甲醇换热器的换热效果差解析塔气分离器的冷凝液,回流为再生塔贫甲醇。的解析效果差,氨冷器的制冷效果差,系统的冷损大。就单对精馏塔进料,笔者认为大连理工优于林2)入吸收塔的贫甲醇的流量小。贫甲醇的流量德工艺。因为从变换器分离器的甲醇和预洗段的甲对二氧化碳吸收起到关键性作用,理论上说流量越醇富含较多的固体颗粒和液态水,此进料进入精馏大,溶解的二氧化碳越多,但是同时也需考虑流量越塔后直接排外系统外,不进入循环甲醇系统,系统中大,冷损也越大,关键考虑是在各个矛盾的因素中间找平衡,以至于系统的优化最大化的贫甲醇纯度相对较高。鲁奇工艺中,此部分含固体2.3系统醇耗高颗粒的甲醇先进入再生塔,然后再进入精馏塔。1)如果精馏塔塔底温度控制较低,容易造成外2常见问题分析排污水中含甲醇较多,造成甲醇外排损失较大。低温甲醇洗吸收塔压力一般是由设计工况和系2)酸性气冷却器冷却效果差。如果酸性气冷却统负荷决定的,因此在调节过程中调节的余量较小器换热效果差,则低温甲醇洗酸性气温度过高,气体低温甲醇洗吸收塔压力对甲醇吸收的影响不再讨论。中的醇含量较高,容易造成甲醇损失严重。21净化气中的硫含量超标3)吸收塔、解析塔的除沫器损坏或气量不稳定,净化气中的硫超标是低温甲醇洗最常见的问造成液体甲醇随气体外带,造成甲醇损失较大。24系统温度高题,净化气中的硫含量是低温甲醇洗要求最严格的1)氨冷器制冷效果。氨冷器的制冷是低温甲醇指标,因为后续催化剂对硫的要求特别高,甲醇合成洗冷量的主要来源之一,氨冷器的调节及氨压缩机催化剂要求S的质量分数小于Q1×10,合成氨催的控制对氨冷器起到关键性作用。化剂要求S的质量分数小于0.5×1036。硫含量超标2)解析塔的解析效果。当解析塔的解析效果差可以分为以下几类。二氧化碳不能从甲醇中解析出来,就造成系统甲醇l)贫甲醇纯度差,即贫甲醇硫含量高。对此需提中的潜在冷量无法释放出来,造成系统温度高,解析高再生塔的再生效果提高甲醇纯度。有效解决途径冷量是低温甲醇洗冷量的主要来源。常见的有提高再生塔的温度,适当调节再生塔的压(下转第48页)48·孙西英等NHD净化系统溶液压差发电技术的应用经验交流14电气技术方案2小结由水力透平机做为原动机来拖动异步电机,当该机组2011年3月调试安装后,使用效率高异步电机转速达到额定转速时将该机组与市电并网,调节原动机的转速,当转速超过异步电动机的额(测算为80%以上)、运行稳定、噪音小。成功利用系定转速时该电机即由电动状态变为发电状态向电网统中稳定的压力能通过水力透平叶轮转换为机械输送电能能,再由透平机主轴通过离合器将能量传递到发电机组保护设计主要由发电机转速≤2980r/min机上,实现系统余能的回收。机组的结构形式均为卧解列、≥3300r/min跳车,电机前后轴承温度≥75式,泵壳为径向剖分的双蜗壳形式和中心线支承2℃跳车等。机组控制柜控制和保护水力透平异步发种形式;转速为2950rmin,级数少轴向、径向尺寸电机组与市电的并网,当机组在运行过程中出现温小,结构紧凑,古地面积小,装拆比较方便,不必拆装度过高、机组超速、机组转速低、以及电机出现短路、进出口管路、电机。建成投产试车时一次开车成功,过流和过压、欠压等故障时及时降机组与市电解列。截止目前已平稳运行20000h无大修。▲吧团!!!!!,鬥,团∮(上接第38页)参考文献4结束语]安全监管总局政策法规司.危险化学品建设项目安全监督管理办法[EBOL(2012-01-30)2013-12-12]htp∥投产前安全检查是确保建设项目或重大工艺变www.chinasafety.gov.cn/newpage/contents/channel_20697/更项目具备安全投产条件和预防灾难性事故的一个20120213/165080 content165080hm控制环节。在此过程中,根据预先编制的检查清单,2]粟镇宇工艺安全管理与事故预防[M]北京:中国石化出版社出版,2007通过检查组的现场检查和召开会议等方式,确定现3]美国化学工程师学会化工过程安全中心(CCPS)化工装场安装的符合情况,安排投产前必须完成的事项及置开车前安全审查指南[M]赵劲松译,北京:清华大学出其他需完成整改事项的时限及负责人员,并形成投版社,2010产前检查报告。(上接第46页)4)在大连理工和鲁奇工艺中,再生塔设置2段,3)换热器的换热效果。低温甲醇洗中换热器相下段为水浓缩段,主要浓缩甲醇中的液态水。如果再对其他工段较多,且温度大多较低,换热器的换热效生塔控制温度较高,造成浓缩效果差,同样也可以造果的好坏对低温甲醇洗工艺的运行起决定性作用。成贫甲醇水含量增高。4)系统的冷损。因为低温甲醇洗大部分整体温度都在-30℃以下而环境温度约20℃温差较大,3结论因此本工段的保温对低温甲醇洗来说是至关重要的。几种常见的低温甲醇洗工艺基本原理相同,主2.5系统水含量高要的设备原理及作用差别较小,主要的区别就是在1)变换气分离器控制温度高。当变换气分离器换热器方面,几种工艺对换热器的要求不同,林德和温度控制过高,带入系统内的水增加,容易使系统内大连理工对换热器要求较高,最新的2种工艺高效的水增加。换热器较多。目前国内主要用的国外工艺大多为鲁2)精馏塔调节不当。当精馏操作温度过高,容易奇工艺,国内工艺为大连理工工艺,随着工艺应用较造成水上移,精馏效果差,容易造成系统水含量高。多和设备等技术的成熟,大连理工工艺的性价比相对此质疑規范工艺指标,规范精馏塔操作,提高精馏对国外技术相对要高的多。几种工艺出现的问题大塔负荷。多都是以上几种问题,处理问题关键是考虑全面,低3)防止脱盐水进入系统内,在大连理工工艺,精温甲醇洗工艺的特点就是导致问题出现的因素较馏塔有个进脱盐水的管线注意阀门开关,防止脱盐多,关键是判断准,找出主要因素,准确判断、正确解水进入系统。决问题。