低温甲醇洗原料气再沸器热负荷不够的改造

2012年12月Dec 2012第35卷第6期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 35 No 6低温甲醇洗原料气再沸器热负荷不够的改造吴艳波,余攀(中石化宁波工程有限公司,浙江宁波315103)摘要:某合成氨厂低温甲醇洗装置高负荷生产时,不能提供足够的热负荷,需要投用开车再沸器才能保证热再生塔的再生效果,导致装置能耗增加分析原料气再沸器热负荷不够的原因,提出相应的改造措施。关键词:低温甲醇洗再沸器热再生塔低温甲醇洗装置是某合成氨厂煤代油原料路换热面积减小,这是导致再沸器热负荷不够的另线调整配套建设的生产单元,用来脱除变换气中个原因。的CO2和HS,采用德国Lurg公司的技术其中,1.3甲醇循环回路管道压降偏大原料气再沸器是利用一氧化碳变换单元1°冷凝液原料气再沸器壳程甲醇采用自然循环方式进分离器出口变换气作为热源加热壳程甲醇,利用行生产。对再沸器进、出口管道压降进行核算,设甲醇蒸气对热再生塔中富含HS的甲醇进行汽提计流量下甲醇循环系统管系总压降约为7.0kPa再生。由△P→gh=7.0kPa可得h=997mm(p为甲醇密度装置建成后,经过一段时间的运行,暴露出高16.6kg/m2,g为重力加速度,h为热再生塔塔釜与负荷生产时,原料气再沸器不能提供足够的热负原料气再沸器壳程之间的液位差)。计算结果表荷,需要投用开车再沸器才能保证热再生塔的再明:热再生塔塔釜与原料气再沸器壳程之间的液生效果。投用开车再沸器需要消耗低压蒸汽,导致位差不能低于997mm,否则,甲醇的循环量就达不装置能耗增加。到设计值。而原设计两者之间的最大液位差仅为400mm,因此,造成再沸器热负荷不够的另一个主1原因分析要原因是甲醇循环回路管道压降偏大,导致甲醇1.1换热管外表面结垢循环量减少。原料气再沸器在抽芯检修过程中,发现换热管外表面结垢严重,对污垢进行处理后再次投用,2改造措施换热效果明显改善。将换热管外表面污垢系数从针对上述原因分析,结合装置实际运行情况原设计的0.17m2K/kW改为0.26m2·KkW,其他分别从设备结构、设备布置及管道布置等方面对设计参数不变,重新对再沸器换热面积进行核算,原设计进行了优化。结果显示,再沸器换热面积富余量由19%下降到2.1设备结构优化6.1%。根据计算结果初步判断,换热管外表面结垢经过分析论证后,最终的改造方案确定为重导致传热效率降低是原料气再沸器热负荷不够的新设计一台再沸器,新设计的再沸器仍布置在原主要原因。框架上。1.2换热面积减小为了减少改造工程量、降低改造费用,新再沸在装置正常运行时,将热再生塔塔釜液位从45%升高到55%,原料气再沸器的热负荷会有所收稿日期:2012-05-04;收到修改稿日期:2012-09-04。作者简介:吴艳波,男,T程师,2002年毕业于郑州大学化学工增加。根据该现象判断,再沸器在正常液位下操作程与T艺专业,现在中石化宁波T程有限公司从事化工管道设计时,部分换热管没有完全被甲醇淹没,实际使用的T作。联系电话:057487974676:E-mil:wuyispec@sinopec.com3882012年第35卷器的结构形式、管壳程直径、换热管规格和数量、鞍座间距及高度等参数均维持原设计不变。换热面积计算过程中,考虑换热管的结垢问题,将换热管外表面污垢系数从原设计的017m2K/kW改为0.26m2K/kW,将换热管的长度由原设计的3000mm加长至3700mm,换热面积由1573m2增加到207.7m2,同时,将壳程内溢流板高度由1000mm加高至1050mm。溢流板高度增加50mm后,正常操作液面到最上部换热管上表面的间距由原设计的50mm增加到100mm,确保装置在高负荷改造前改造后运行时换热管能够完全被甲醇淹没。图2改造前后再沸器甲醇进口管道安装22设备布置优化由于壳程甲醇自循环的动力源是热再生塔塔3改造效果釜与再沸器之间的液位差产生的静压差,在甲醇装置改造结束后,于2011年11月再次投料蒸发空间不受太大影响的前提下,为确保甲醇循生产,新再沸器各项生产指标均达到预期的改造环有足够的推动力,将再沸器的布置高度降低50目的,不需要再投用开车再沸器。装置因停用开车mm,维持热再生塔塔釜和再沸器之间的最大液位再沸器每小时节省低压蒸汽约10t,年运行时间按差400mm不变。330d计,每年可节省低压蒸汽约79200t,低压蒸优化后的流程简图如图1所示。汽价格按160元∧t计,每年因节省低压蒸汽可降低操作费用约1267万元,节能降耗效果显著。热再生塔原料气再沸器4结束语换气导致原料气再沸器热负荷不够的一个主要原氐压蒸因是换热管外表面结垢严重,而换热管结垢主要一蒸汽凝液是由于设备腐蚀,前系统带入的催化剂粉尘等因F车再沸器素污染了甲醇口,在甲醇蒸发过程中,杂质沉积在图1优化后的流程换热管表面等原因造成。增加再沸器换热面积,虽2.3管道布置优化然短期内可以有效解决再沸器热负荷不够的问为了降低壳程甲醇循环系统管系总压降,将题,但如果不从根本上解决换热管的结垢问题,随新再沸器壳程甲醇进口管线管径和管口均由D着时间的推移,再沸器热负荷不够的问题可能会100mm扩径至DN150mm,同时对管道布置进行再次出现。目前,解决再沸器换热管结垢问题的方优化优化后,甲醇循环系统管系总压降由改造前法主要有2种:①定期对再沸器进行清洗;②在再的70kPa减小为26kPa,由ph=26kPa可得h=沸器壳程增加排污装置,定期将再沸器内的杂质排出。370mm,满足设计要求。参考文献改造前后再沸器甲醇进口管道安装图如图]张红兵,合成氨装置低温甲醇洗系统改造总结[J.大氮肥,所示。TRANSFORMATION OF INSUFFICIENT HEAT LOADIN RECTISOL FEED-GAS REBOILERWu Yanbo Yu pan(SINOPEC Ningbo Engineering Co, Ltd, Ningbo 315103)(下转第391页)第6期赵春吉等.大型氨罐检修的工艺处理方法391氨罐压力高于66kPa时,冰机自动启动。8:50开3.4空气置换冷凝液阀向大氨罐注水,注水初期大氨罐压力上拆开大氨罐底部人孔,使用轴流风机向人孔升较慢,通过调整冷凝液截止阀基本处于可控状内鼓风,在顶部人孔排放。态,压力从34kPa均匀上升至5.3kPa,后期逐渐35人工清罐底开大水阀,压力上升较快,最高至66kPa,现场将由于罐底面积较大且表面不是十分平整,因水阀关死,当压力下降至3.8kPa后重新开注水阀,此罐底存有水油的混合物需要进行清理。8月31缓慢调整,使大氨罐压力稳定缓慢上升。总控岗位日14-·0开始淸理,用时51h,期间共淘油44(实密切监视大氨罐压力,及时调整注水量,控制大氨为油水混合物,水多油少),淘油完毕后擦拭罐底,罐压力在4.5-50kPa24日7:00停止注水,切换将氨罐交付检修。流程后,开临时泵向尿素氨水罐送氨水。24日21:00氨罐内氨水抽净,停临时泵后充氮气保微正压。4结束语此过程回收氨水约400t,用时61h氨罐检修前期工艺处理共用20d,处理时间偏3.3氮气置换长,主要原因是初次使用小功率临时泵,经验欠氨罐下人孔为焊接,需要动火才能打开,因此缺,导致在降低氨罐液位和水洗过程中耗费大量必须对罐内进行氮气置换。8月25日9:00将大氨时间。通过对氨罐工艺处理过程和方法的摸索,今罐顶部呼吸阀拆除,在大氨罐底部液位计液相引后检修时间至少能够节省5d氨罐检修前工艺处压点处接胶带充氮气置换,在顶部呼吸阀处排放,理中,在氨罐出口线加小功率临时泵,将污染环境同时给氨罐系统加盲板。总控岗位严密监视大氨的废氨回收利用,并对氨罐系统水洗、气体置换罐压力,并控制小于60kPa。28日15:00置换合格加盲板等方法,满足了氨罐交付检修的工艺要求,后用电砂轮打磨底部人孔焊缝,并将人孔打开。实现了安全环保作业。PROCESS HANDLING FOR MAINTENANCEOF LARGE AMMONIA TANKZhao Chunji, Sun JingdongDaging Petrochemical Fertilizer Works of Petro China, Daging 163714)Abstract: Based on the process conditions of the ammonia tank before the maintenance the difficultiesin maintaining large ammonia tank are analyzed the counter-measures for a safe, environment-friendly mainte-nance of ammonia tank as well as resolutions and treatment procedures are discussed to realize a safe, environ-ment-friendly operationKey words: ammonia tank; delivered for maintenance; process disposaltesoseseceseoowoooescevcveseseeceececesese///.c(上接第388页)Abstract: When the Rectisol unit in an ammonia plant operated at high load can not provide sufficientheat load, in order to ensure the regeneration effect of thermal regeneration tower it is required that a start-upreboiler be put onto stream and this has led to an addition of plant energy consumption. The causes for insufficient heat load in feed-gas reboiler are analyzed and corresponding transformation measures suggestedKey words: Rectisol; reboiler; thermal regeneration tower声明本刊现已被(中国学术期刊(光盘版)》全文收入,同时加入“中国期刊网”,作者稿酬在支付《大氮肥》稿酬时已一次付清如不同意上网,请来函声明,本刊将做适当处理。本刊