超滤器在低温甲醇洗中的应用研究

Oct. 2011现代化工第31卷增刊(2)92Modern Chemical Industry2011年10月千可设超滤器在低温甲醇洗中的应用研究张沛然(中国矿业大学应用技术学院,江苏徐州2200摘要:介绍了天脊集团低温甲醇洗工序针对系统中杂质多影响换热器的传热效果和生产负荷的情况,选用了超滤器进行过滤使系统运行趋于优化,对稳定生产起了一定的作用关键词:超滤器;不锈钢纤维烧结毡滤芯;物理吸收中围分类号:TQ545文献标识码:A文章编号:0253-4320(2011)S2-0092-Ultrafilter in low temperature methanol washing application researchZHANG Pei-ranPolytechnic University, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221000, China)Abstract: In Tianji Group in low temperature methanol washing process were introduced, in view of the systemmany impurities, influence of heat exchanger effectiveness and production load conditions, selection of the filter to filterallowing the system to run tends optimize, to stabilize the production played a certain roleKey words: ultrafilter; stainless steel fiber felt filter element; physical absorption天脊煤化工集团股份有限公司低温甲醇洗装置质量浓度应小于50mL/m3,2.34MPa、-62℃的脱采用德国鲁奇工艺,九塔流程。低温甲醇洗的任务碳气送到60°液氮洗工序脱除CO。是脱除粗气中的二氧化碳、硫化氢和有机硫以及其CO2吸收塔塔底富CO2甲醇经过H2S吸收塔他杂质使煤气得到净化给料泵加压,并经甲醇过冷器冷却送到H2S吸收塔低温下,甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。利用顶部洗涤H2S、COS等杂质。H2S吸收塔下部第10甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择性吸收的特性来块塔板上的甲醇液由上塔提供去H2S吸收塔下段脱除粗煤气中的CO2、H2S和油类物质。预洗脱除煤气中轻油水等杂质,H2S吸收塔上塔另实践证明甲醇对CO2H2S、COS有高的溶解度,外一股甲醇经甲醇再冷却器被冷冻氨冷却后送至而对H2、CH4、CO等溶解度小另一方面表现在对H2S膨胀塔(K-504)进行再生H2S的吸收要比CO2快好几倍,溶解度前者比后者经H2S吸收塔下塔洗涤轻油、水、萘等杂质的也大,所以可以先吸收CO2,再吸收H2S。因此流程富硫富碳甲醇从H2S吸收塔塔底部经过节流和经的设置也是针对这一特性来设计的。预洗塔洗涤轻油、水、萘等富硫富碳甲醇经过节流混1工艺流程简述合,然后进入预洗闪蒸塔两段减压闪蒸,脱除轻组分气体和大部分CO2气体,两段闪蒸气体送到H2S从粗煤气/合成气热交换器来的-20℃煤气总管。(含有甲醇和煤气冷凝液)进入H2S吸收塔下段10变换气在进入粗煤气/合成气热交换器之前用块塔盘,脱除煤气中气态轻油和高沸点碳氢化合物甲醇喷射泵喷射甲醇来降低煤气水冰点。另一股等杂质。另一股从氨冷器来的煤气进入预洗塔,在(6.8万m3/h)约1/3的冷煤气进入第一换热器10块塔盘脱除煤气中的气态轻油和高沸点碳氢化(W-500A/B)(一开一备)被来自第二换热器的脱合物等杂质后,进入H2S吸收塔,在下塔顶部和H2S硫气冷却至3℃左右,在第一换热器下封头进行气吸收塔第10块塔盘上来的煤气混合后进入H2S吸液分离然后进入第二换热器同来自H2S吸收塔的收塔塔上段81块塔盘进行煤气脱硫(H2S、COS等脱硫气进一步换热降温至-20℃后,进入煤气水分有机硫)。脱硫煤气分2股,一部分去变压吸附装离罐分离煤气水及甲醇。出煤气水分离罐的冷煤气置,另一部分进入CO2吸收塔脱除CO2,煤气得到净进入氨冷器进一步冷却后进入预洗塔预洗脱硫。出化。净化气中CO2质量浓度应小于10mL/m3,甲醇第一换热器(W500A/B)煤气进入第二换热器之前收稿日期:2011-08-12;修回日期:2011-09-20市然(1989-),女,大学,从事化工工程工作,100911726@qcom。2011年10月张沛然:超滤器在低温甲醇洗中的应用研究93喷入甲醇来降低冰点。甲醇来自H2S吸收塔给料co吸收塔变压吸附泵/甲醇喷射泵2股甲醇可以互相切换。预洗塔2改造前系统情况改造前甲醇洗工艺流程如图1所示。变压吸附一CO2吸收塔预洗闪燕塔HS影胀塔顶收塔l—第一换热器;2一第二换热器;3-氨冷器;4-预洗塔粗煤气5-H2S吸收塔;6—甲醇过冷器;7—热交换器;8—甲醇喷射泵;9-甲醇再冷器;10一甲醇给料泵;1-F512预洗过滤器;12-F-511精洗过滤器预洗闪蒸塔HS膨胀塔CO2吸收塔图2改造后甲醇洗工艺流程简图1—第一换热器;2—第二换热器;3一氨冷器;4预洗塔;5-H2S吸收塔;6—甲醇过冷器;7—热交换器;8—甲醇喷射泵;大部分CO2气体,两段闪蒸气体送到H2S总管。9—甲醇再冷器;10—甲醇给料泵增加2组4台不锈钢纤维烧结毡滤芯超滤器。图1改造前甲醇洗工艺流程简图(1)FS11AB立式,2台。主要技术参数:600X2550,PB=3.0MPa,TB=-45℃,材质304。甲醇洗工号是用甲醇在低温下吸收粗煤气中的(2)F-512AB立式,2台。主要技术参数:CO2、H2S等,该系统由于各种原因,常常产生许多350X1438,PB=3.0MPa,TB=-45℃,材质304。细小渣质(腐蚀产物、粉尘等),污染了甲醇溶液,这超滤器采用烧结不锈钢丝纤维毡过滤介质,其些渣质沉积在换热器管程、壳程,直接影响了换热器纤维接触点烧结在一起,牢固而可折叠,孔径成梯度的传热效果,堵塞换热器通道,增加了甲醇循环的阻结构,属固定型不规则深度过滤,具有下列特点力,在塔盘上积存影响传质效率,导致洗涤效率下①滤芯呈圆桶状折叠式,全熔透焊,强度高,可承受降,降低了生产负荷。压差0.5MPa以上;②滤芯有很高的孔隙率和极好在每年大修检查中,发现换热器内芯非常脏,部的透气性;③滤芯有很高的纳污能力;④滤芯耐高分塔内降液管有堵塞现象、塔盘沉积物也很多。温,耐腐蚀;⑤滤芯牢固耐用,可反复清洗,一次投为此决定在合成装置甲醇洗系统增加西安超滤资,长期受益。公司生产的超滤器,以便除去系统甲醇中的渣质确改造后过滤效果良好。但由于系统太脏,滤芯保装置连续稳定运行。过于精细,加上系统压差表指示有误,投运不久滤网3改造情况就被堵塞,没被及时发现,由于滤网两面压差过大致使滤芯被压扁无法使用。后经厂家修复并将压差表为改进甲醇洗工作环境,在系统内增加2组超更换才正常投入运行。滤器,以过滤掉系统内的杂质,减少杂质在系统内的沉积,改进生产环境。改造后甲醇洗工艺流程如4改造效果图2所示。对脱硫甲醇和预洗甲醇增加超滤后,对低温甲在H2S吸收塔下部甲醇液去H2S膨胀塔的管醇洗系统的影响是一个长期的优化过程,对甲醇洗线上增加精洗过滤器,甲醇液经过精洗过滤器超滤涤系统甲醇的净化,尤其对预洗再生系统甲醇水及器滤除大颗粒杂质后,经甲醇再冷却器被冷冻氨冷设备的净化效果非常明显。而且目前超滤系统运行却后送至H2S膨胀塔进行再生。平稳。从以下几个现象可见一斑经H2S吸收塔下塔洗涤轻油、水、萘等杂质的(1)使用初期F-511每半月切换清洗1次,煤富硫富碳甲醇从H2S吸收塔底部经过节流和经K粉及锈渣较多;F-512每周切换清洗1次,内部煤粉500洗涤轻油、水、萘等富硫富碳甲醇经过节流混合及结晶堵塞严重。处增加预洗过滤器,经过预洗过滤器滤除杂质后进(2)现在F-5112个月切换清洗1次,内部杂质入预洗闪蒸塔两段减压闪蒸,脱除轻组分气体和下转第95页2011年10月王为江:扬子石化D套空分的空气净化系统配管设计95空气通过管线(GA-11-48")送往主换热器单元进线(RC-04-32)送入再生吸附器,把再生的吸附器步处理。2台分子筛吸附器交替运行,当其中1台温度降下来备用,再生用过的污氮通过管线(RC在吸附时,另1台进行再生。再生的流程是引一股21-40″)去放空线放空。其流程简图如图1所示。被再生加热器(E2617)加热的污氮通过管线(RG1.2工艺参数02-40″)进入需再生的吸附器,以除去吸附器内的水如图1所示,主要有7根管线与空气净化系统分和二氧化碳等,再引一股未被加热的污氮通过管运行相关联。空气净化系统管线索引表见表1。表1空气净化系统管线索引表公称物料管线起止点压力/MPa温度/℃管线号直径/in名称状态起操作设计操作设计GA-08空气E2416A2626A/B0.4420.7GA-l1空气A2626AB主换热器0.4340.714/189RG污氮气气气气RG-10E26170.014002污氮p2617GA-110.0l30.3189/14污氮RG-10污氮氮气总管放空RG-21污氮气A2626A/B放空0.0130.780/14如表1所示,与分子筛吸附器A2626A/B相连因此在2台分子筛吸附器交替运行的过程中,分子接的管线操作温度会有较大的周期性变化。例如筛吸附器进出口管线由于温度的变化承受着周期性当吸附器A2626A进行吸附工况时,管线GA-08变化的应力。48"与A2626A管口N1.1、N1.2相连接部分的操作温度是14℃,管线GA-11-48″与A2626A管口2空气净化系统的设备平面布置N2.I、N2.2相连接部分的操作温度也是14℃,而此南京扬子石化D套空分装置为节约用地设备时A2626B吸附器进行再生工况,管线GA-11-48″布置紧凑。空气净化系统的设备平面布置如图2与A2626B管口N2.1、N2.2相连接部分的操作温度所示,分子筛吸附器A2626A/B布置在场地的中间先从14℃升到189℃,再逐渐下降到14℃,管线靠右侧位置,2台吸附器中心的距离是9m,空气冷GA-0848"与A2626B管口N1.1、N1.2相连接部分却塔E2416布置在场地中间靠左侧位置,距离吸附的操作温度则从14℃逐渐升到80再降到14℃;器A2626A13m,再生加热器E2617布置在场地上(上接第93页)滤芯的超声波再生清洗效果不好。原设计该过滤很少;F-5121个月切换清洗1次,内部杂质较少。器不用人工清理,用超声波震荡后,滤芯所吸附的这是一个渐进的过程。渣质自动脱落,但在使用过程中,滤芯经过超声波(3)从去年和今年系统停车检修塔罐检查情况再生后,滤芯下部1/3渣质大部分脱落,上部2/3来看,设备底部沉积杂质很少,而且是继续优化的势部分几乎没有效果,在超滤器超声波再生无效的头,特别是从今年检查情况看,沉积杂质很少。较使情况下,被迫人工清理滤芯,既费事又费力,并对用超滤前发生了根本性的改观。人体有害。(4)随着甲醇的净化,换热设备使用周期延长,现在超滤器配套使用的超声波再生清洗机已低温甲醇洗工况长期保持在一个良好的工况下运坏,由于清洗效果不好,也没有再修复或配置,全部行,随运行时间的延续工艺参数变化不明显。用人工清理滤芯。5存在问题从以上情况可以看出,超滤器应用于低温甲醇洗系统过滤杂质完全可行,对系统的净化效果也很超滤器的投用,对优化工艺操作效果明显,但好,但超声波再生方面需要进一步改进。■