氧气对低温甲醇洗系统的影响及解决措施

Feb.2014化肥设计第52卷第1期Chemical Fertilizer Design2014年2月氧气对低温甲醇洗系统的影响及解决措施孔秋生,李繁荣(中国五环工程有限公司,湖北武汉430223)摘要:分析了低温甲醇洗系统中氧气的来源;简述了氧气对低温甲醇洗系统的影响;提岀了降低低温甲醇洗系统中氧气含量的控制措施以及相应的设计方案。关键词:低温甲醇洗;氧气;控制;设计方案doi:10.3969/j.issn.1004-8901.2014.01.016中图分类号:TQ223.121文献标识码:B文章编号:1004-8901(2014)01-0048-03Influence of Oxygen Gas on Rectisol System and Its Solution MeasureKoNG Qiu-sheng. LI Fan-rongChina Wuhuan Engineering Company Lid, Wuhan Hubei 430223 ChinaAbstract: Author has analyzed the source of oxygen gas in rectisol system; has briefly described the influence of oxygen gas on rectisol system; hasproposed the control measure and its appropriate design scheme to reduce the oxygen gas content in rectisol systemhemedoi:10.3969/j.isn.1004-8901.2014.01.016低温甲醇洗脱硫脱碳技术是20世纪50年代初煤气化裝置采用碎煤加压气化τ艺,粗煤气中的氧气德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体浄随工艺过程进入了低温甲醇洗系统。粗煤气中氧含化工艺。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在量的多少由气化工艺决定,也因煤种不同而有所差低温下对酸性气体溶解度极大的特性,分段选择性异,氧气的体积分数基本控制在0.1%~0.4%地吸收原料气中的H2S、CO2及各种有机硫等杂质。(2)装置检修过程中带入系统。由于检修过程低温甲醇在吸收酸性气体的同时还吸收了工中需打开人孔,而检修完毕后又未进行充氮保护,艺气中的氧气、水、HCN等微量组分,由此,进入低故氧气被带入低温甲醇系统。温甲醇洗系统中的氧气会造成设备、管道被氧化,3)由于低压氮气管网不洁净,氧气随着气提所产生的铁的氧化物与生产过程中系统中的硫化氮气及密封氮气进入低温甲醇洗系统。氢、水发生反应产生铁的硫化物。同时氧气在低温2氧气对低温甲醇洗系统的影响甲醇中的行为特性与SO2相近,在甲醇洗热区可与H2S发生克劳斯反应,生成单质硫。氧化产生的铁2.1污染甲醇的硫化物及克劳斯反应生成的单质硫将使整个低低温甲醇洗系统运行过程中氧气与硫化氢反应温甲醇洗工段表现出冷量不足、系统阻力增大的问生成单质硫,也可使管道内发生氧腐蚀产生的颗粒物题,导致贫甲醇泵出力不足、系统腐蚀堵塞,使得生进入甲醇液中,出现甲醇液脏,甲醇液的颜色呈暗褐产无法正常进行,带来巨大的经济损失。笔者以下色,伴有不明颗粒物在里面,使得甲醇溶液被污分析低温甲醇洗系统中氧气的来源,简述其对低温染23。陕西某厂某次大检修结束后再开车时发现甲醇洗系统的影响,提出降低系统中氧气含量的控低温甲醇洗工段工况严重恶化,几台缠绕式换热器相制措施和相应的设计方案,与同行交流。继出现换热能力下降、阻力增大的现象,尤其是11低温甲醇洗系统中氧气的来源2贫甲醇冷却器情况更为严重。系统中的甲醇遭到严重污染,装置中导淋排出的甲醇颜色发黑4。第1期孔秋生等氧气对低温甲醇洗系统的影响及解决措施2.2堵塞系统形成单质硫,长期运行过程易堵塞塔板的浮阀,影陕西某厂大检修结束后再开车过程中发现低响装置的正常运行;②碳钢设备易产生腐蚀,尤其温甲醇洗工段工况严重恶化,整个低温甲醇洗工段当甲醇脱水塔中的水含量较高时,更易被腐蚀;③表现出冷量严重不足、循环量不平衡、仅能维持对下游装置形成威胁,影响下游装置催化剂的使用50%系统负荷,生产无法正常进行。将污染物样品寿命加热200℃、3min后,检测到的化合物为Fe2O33.2严格控制检修过程Fe2O4,证明污染物为铁的化合物。利用吸光光度低温甲醇洗系统停车期间,应尽量防止空气进法分析甲醇污染物,未检测到羰基铁化合物,由此入系统,有条件时可进行充氮保护,维持系统微正断定甲醇污染物为铁的硫化物。导致装置冷量严压。如需打开设备检修,应将需检修的部分与其他重不足、系统阻力增大和贫甲醇泵出力不足的主要部分隔离,防止空气进入其他设备。检修完毕,应原因就是铁的硫化物黏附在换热器的壳程管壁上,立即将系统封闭,并进行充氮保护,避免设备长期堵塞了换热器管程。在1"贫甲醇冷却器上部发现暴露于空气中,以免由于接触空气而引起设备的大量碎片状硫化铁黏结,导致换热效率下降、循环腐蚀。量难以平衡,系统负荷受到极大影响。除此以外,3.3保证低压氮气的纯净度如果铁的硫化物继续接触氧和水,还会继续发生反加强对进入低温甲醇洗系统的气提氮气和氮应,生成硫酸亚铁、氢氧化亚铁、氢氧化铁等,对系封氮气检测,保证低压氮气的纯净度,防止不洁净统产生进一步的污染、腐蚀、堵塞“。氮气进入系统2.3净化气硫超标由于甲醇被污染,循环甲醇中颗粒物的存在,4优化低温甲醇洗系统的设计方案直接影响了气液的有效接触,降低了甲醇的吸收能(1)碳钢材料换成不锈钢材料。在低温甲醇力,使得净化气中硫超标”。同时由于腐蚀、堵塞洗系统中,用不锈钢材质更换原来的碳钢材质,可等的发生,导致甲醇洗系统岀现冷量不平衡、系统阻以起到很好的抑制腐蚀的作用。通过众多的硏究力增大贫甲醇泵出力不足等问题,使得甲醇循环量发现,采用碳钢制成的换热器列管,是换热器在与吸收气量不匹配,从而造成净化气中硫超标。低温甲醇洗系统中产生腐蚀的根源。因此在进行2.4下游催化剂加速失活换热器列管设计时,用不锈钢材料来代替碳钢材由于氧气在甲醇中的溶解度不大,带入系统中料,在抑制腐蚀方面,可以达到极佳效果。如德国的氧气一部分被甲醇溶液吸收,另一部分被带亼下的菲巴炼油低温甲醇洗系统,其二氧化碳吸收塔游系统,使得下游系统催化剂被反复氧化还原,加采用碳钢塔板+不锈钢浮阀,运行几年后,发现碳速失去活性。钢塔板岀现腐蚀,该炼油厂遂用不锈钢塔板替换2.5系统存在爆炸风险了原来的碳钢塔板,以后再未出现塔板腐蚀冋题。由于氧气的存在,其有可能在某个位置聚集,(2)采用对杂质不敏感的固定阀塔盘。若遇到特殊条件,如管道撞击等情况的发生,系统(3)增设过滤器。铁的硫化物微粒细小,精细则有发生爆炸的风险。过滤器是处理该微粒的良好装置。在现有贫甲醇3降低系统中氧气含量的措施过滤器、富甲醇过滤器的基础上,可增设甲醇注入原料气系统的过滤器、增设预洗甲醇过滤器。3.1增设除氧设施(4)增大原料气冷却器管间距。因氧气由工艺气带入系统的,故可在上游装置(5)排出管插入设备内,使排出口高于设备最增设除氧设施,将氧气控制在一定的范围。国内某低点。煤制天然气项目,上游煤气化装置采用Iugi固定(6)增加化学清洗口、增加蒸汽注射口。床碎煤加压气化,变换工序采用部分变换工艺,进入甲醇洗系统氧气的体积分数约为0.3%。经与林5结语德公司、鲁奇公司进行技术交流,林德公司和鲁奇(1)低温甲醇洗系统工艺气或是检修过程中带公司认为进入甲醇洗的原料气中氧含量不应超过入氧气,可能导致低温甲醇洗系统出现甲醇污染、200×106,讨高的氧含量会产生如下问题.①导系缔腐蚀堵塞净化气硫招标等问颢。第1期何欢脱碳系统问题分析及整改措施原因,然后制定纠正措施,千万不要一味地补加药滤器。剂,否则会造成系统更加恶化。(5)稳定系统总钒及含量在指标范围内。6.3加强日常管理(6)减少溶液污染,对于使用的化学药品,除了(1)维持脱碳自身的水平衡,对于热钾碱脱碳在配制溶液时防止带入其他杂质外,还要分析其质工艺,一般都是水平衡过剩,应着重防止稀释。量是否合格,因为有机胺、碳酸钾、五氧化二钒等物(2)检修开工阶段两塔应认真进行检修,按要料的不合格,也会导致脱碳液变质。求进行水清洗、碱洗以及静动态钒化。总之,随着运行和管理水平的不断提高,经验3)正常生产时应加强分析,注意对四价钒和的不断总结积累,以上问题在我厂都得到了较好地五价钒的分析,一旦发现其比例失调,及时采取补解决和缓解,对于遗留问题,我厂将继续跟踪分析,救措施。逐步解决。(4)加强过滤,运用好机械过滤器和活性炭过收稿日期:2013-03-04(上接第49页)(2)工艺设计时应采取措施,避免甲醇洗系统[2]吕春成.低温甲醇洗装置运行中岀现的冋題及对策[J].西中的氧含量过高。若工艺气中氧含量过高,需在上部煤化工,2003(1):39-42游设置除氧器,同时,在设计时可考虑一些特殊的3]张晓军.低温甲醇洗装置甲醇污染物分析[J].大氮肥2002,25(3):188-189设计以保证低温甲醇洗系统的正常运行[4]牛芳芳,李松立.低温甲醇洗系统中腐蚀问题探讨[J].科(3)系统停车检修期间,应尽量避免空气进入技专论:332-333系统,避免设备长期暴露于空气中,以免由于接触5]常成.简析低温甲醇洗净化气中硫含量的影响[J].中国化空气而引起设备腐蚀。工贸易,2013(4).285-331参考文献[6]汪家铭.低温甲醇洗净化工艺的技术进展及应用概况[J].化肥[I]荆宏健.鲁奇煤加压气化制氦工艺及装置的实践与研究[M]设计,2008(1):25收稿日期:2013-10-12北京:化学工业出版社,20大唐克旗煤制天然气示范项目投产我国首个煤制天然气示范项目大唐内蒙古克什克腾旗煤制天然气示范项目2013年12月18日投运成功,正式并入管网,向中石油北京段天然气管线输送出清洁的煤制天然气产品。该项目于2009年8月20日经国家发改委核准,2000年8月30日正式开工建设,分3个系列连续滚动建设每个系列均为13.3亿m3/a煤制天然气。此次投产送气的为该项目含有A、B2个单元的一系列裝置,二、三系列裝置将分别于2014年和2016年陆续建成投产。该项目以劣质褐煤作为原料,采用杭氧大型化空分裝置、碎煤加压气化、耐硫耐油变换、低温甲醇洗净化以及丙烯压缩制冷、克劳斯-氨法硫回收等囯内成熟技术,以及国际一流、国内首次引进的英国戴维公司合成甲烷技术、加拿大普帕克天然气干燥技术等。3个系列装置全部建成投产后达到40亿m/a煤制天然气的生产规模(汪家铭)湖北化肥建成20万t/a合成气制乙二醇工业示范装置2013年12月28日,中石化湖北化肥分公司20万ta合成气制乙二醇工业示范装置建成并进入试车阶段。该项目总投资23.64亿元,位于湖北枝江经济开发区楚天化工园区内,2012年8月30日开工建设,以现有壳牌气化炉生产合成氨和尿素产品后的粗煤气为原料,主要建设内容包括合成气净化分离、乙二醇合成和副产品回收3个部分。项目建成投产后,新增乙二