低温甲醇洗装置的应用与分析

第3期(总第154期) .煤化工No3(Total No.154)2011年6月Coal Chemical IndustryJun. 2011低温甲醇洗装置的应用与分析原中秋(山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司,山西临猗 044000)摘要主要介绍了山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司28万t/a合成氨低温甲醇洗装置的工艺流程、技术特点.主要设备等,总结了开车过程中遇到的问题及应对措施。关键词合成氨 低温甲醇洗贫甲醇液净化原料气文章编号:1005- -9598 (011)-03-004-03中圈分类号 :T0113.2文献标识码:B山西阳煤丰喜临猗分公司氨醇系统优化与节能改造项目，采用清华大学熔渣非熔渣分级水煤浆气1低温甲醇洗工艺流程化、低温耐硫变换.3.3MPa低温甲醇洗净化、22.0MPa合成工艺,装置规模为28万t/a合成氨8万t/a甲1.1工艺流程图醇。其中煤气化和气体净化工艺由兰州航天石化工程原料气净化工艺流程示意图如图1所示,甲醇液公司设计,2010年7月1日一次开车成功。.工艺流程示意图如图2所示。原料气/净化甲醇.气换热器原料气/净化气变换来原料气原料气氨冷器一十 原料气分离器/CO2产品换热器原料气/闪蒸|甲醇合成t精脱硫槽t-| 原料气/净净化气Co2吸收塔←HS吸收塔化气换热器分离器17 /CO2产品换热器图1原料气净化工艺流程示意圉贫/富甲气提/CO2解析塔甲CO,吸收富CO2甲CO2吸收|甲醇循环醇泵醇换热器醇/贫甲醇换热器塔上部醇氨冷器塔中部冷却器HS吸收塔进料氨冷器HS吸收塔进料泵再生气↑TCo,气___HS吸收塔| CO2吸收贫甲醇泵←- t 热再生塔[气提/C02解析塔塔下部「甲醇/水[甲醇/水分气中压內蒸塔分馏塔馏塔进料泵↓内蒸汽圈2甲醇液工艺流程示意图收稿日期:2011-02-241.2工 艺流程简述作者简介:原中秋(1973- ), 男,1996年毕业于太原理工1.2.1 原料气的冷却大学化学工程系有机化工专业,工程师,现从事工程技术从变换来的压力3. 1MPa(A)、温度40C .H2体积及生产管理。分数53.39%、CO2体积分数41. 66%、C0体积分数0.6%、2011年6月原中秋:低温甲醇洗装置的应用与分析-45-HS+COS体积分数2 200X109、水分0. 18%(饱和水)时将溶解热移出,保持溶液温度在合理的范围内。CO2的变换气,经原料气/净化气换热器和原料气/闪蒸吸收塔又分为粗洗、主洗和精洗三段。-58C的贫甲醇气换热器后,温度降至27C ,再经过原料气氨冷器冷进入CO2吸收塔的顶部，经上塔精洗段洗涤CO2后溶却至约13C,冷却后的原料气进原料气分离器分离。液温度升高到-28C,为保证甲醇溶液的吸收能力,分离后的变换工艺冷凝液送出界区。由于洗涤是在低从CO2吸收塔精洗段出来的富甲醇液，经富CO2甲醇温下进行的,为防止气体中所带的水分因冷却结冰造氨冷器冷却到-34. 95C后,重新返回CO2吸收塔主洗成管道和设备的堵塞.同时为避免水分带人系统造成段,继续吸收CO2,溶液的温度又升高到-25. 89C ,从设备的腐蚀,向出变换气分离器的变换气中喷人少量CO2吸收塔主洗段出来的富甲醇液经甲醇循环冷却器甲醇,与变换气带过来的少量饱和水形成共溶溶液,使冷却到-37.24C后,再次返回吸收塔,进人粗洗段继甲醇水溶液的冰点降低。最后变换气经原料气/净化续吸收CO2,经CO2吸收塔粗洗段吸收CO2后,溶液温气/CO2产品换热器后,冷却到-28. 68C进H2S吸收塔。度为-23. 47C ,从CO2吸收塔底部流出。由于甲醇对1.2.2原料气中 H2S 等组分的脱除HS的选择性吸收能力比CO2要大得多,因此,将CO2进HS吸收塔的变换气首先通过HS吸收塔的预吸收塔出来的已吸收了CO2温度的-23.47C的部分洗段，在此NH.HCN微量组分被来自HS吸收塔进料富甲醇液，经HhS吸收塔进料泵及HS吸收塔进料氨氨冷器的一小股冷富甲醇液经10块浮阀塔盘吸收洗冷器温度降为-34.95C后,返回到HS吸收塔去吸收涤,出HS吸收塔的预洗甲醇液经塔底液位控制阀送HS+COS,其余未返回HS吸收塔的无硫富甲醇液去中至热再生塔第50层塔板。.压闪蒸塔.上段。变换气通过HS吸收塔后,HS .COS等被来自CO2出CO2吸收塔的净化气(CO2 体积分数小于20X吸收塔的富CO2甲醇液吸收，由HS吸收塔进料泵输10*,HS+COS体积分数小于0. 1X10*,温度-58. 09C、送来的富CO2甲醇液经液位调节阀调节后，送人HS压力2. 94MPa)经原料气/净化气/ CO2产品换热器吸收塔的上段。出HS吸收塔的甲醇溶液经液位控制复热回收冷量后，再经原料气/净化气换热器换热阀送人中压闪蒸塔下段。后,温度31. 14C、压力2. 90MPa,经精脱硫槽脱除微经过脱硫后的变换气再进入CO2 吸收塔下段。虽量硫化物后,送往后工段。然CO2在甲醇中的溶解热很小，但CO2在甲醇中的溶2主要设备解度很大,致使溶液温升仍很大。当温度升高时,CO2在甲醇中的溶解度会减少,不利于吸收,因此必须及主要设备一览表见表1。表1主要设备- -览表设备名称主要规格材料温度/C压力MPa(G)HS吸收塔2 400mmX 39 760mm09MnNiDR-45/503.8CO2吸收塔2 800m X 63205mm-70/50中压闪蒸塔1 400mm X 22 775mm1.7气提/CO2解析塔2 600mm/3 200mmX 77 270mm50/-700. 4(上塔)热再生塔2 000mm/2 800mm x 45685mm1400. 6(下塔)甲醇/水分馏塔1 600mmX 23 023mm20R0.5/FV尾气洗涤塔2 200m/2 400mmX 16 228mmQ345R0. 5/FV2.1 塔器制造限公司产品,其设计由德国林德公司负责,实际上目HS吸收塔、CO2吸收塔、中压闪蒸塔、气提/CO2前国内镇海石化建安工程有限公司、开封空分集团有解析塔材料均选用舞阳钢厂生产的09MnNiDR板,由限公司等单位也有能力进行设计制造单股流与多股山西丰喜化工有限公司制作,改变了多年来材料直接流换热的缠绕式换热器。从国外进口、国内制造的历史。2.3低温用泵2.2缠绕式换热器低温用泵共9种16台,全部选用国内制造产品,缠绕式换热器(1台)选用大连林德I.艺装置有使用后效果良好。-46-煤化工2011年第3期2.4氨压缩机10《(原为质量分数10X 10*)。氨压缩机选用国内公司生产的防爆螺杆式压缩机组,分别提供-38C、+4C级别的冷量。考虑液氨带3低温 甲醇洗单元的气体成分有微量的油,在原设计油分离器后,再增加1台油分离器，以确保油分离器后液氨中含油质量分数≤5X低温甲醇洗单元的气体成分见表2。表2气体成分一览表组分原料气/%净化气/%酸性气/%CO,产品气/%H53. 3992. 860.0010. 420.651.110.000 10. 37841. 660. 001 475. 5699.19N3.445. 8920. 220. 321 4A10.06.0.10. 004 5CH0. 010. 0016HS0.5503.5COS0.000 20. 0005NH0.00.流量/m2.h*120 48776 9174 20026 388. 554压力/MPa(G)3. 102.90. 200. 125温度/C4031254低温甲醇洗工艺 优点5开车小结l.1 甲醇黏度小、不起泡稳定性好、无腐蚀价格低廉。尽管本工序流程顺利打通,但开车过程中仍遇到4.2甲醇沸点较低, 用低压蒸汽进行再生,有利于节下述一些问题。能降耗。5.1由于系统水联动、吹除时间短,开车过程中造成4.3对酸性气吸收能力强(尤其是在高压低温下),贫甲醇泵进口过滤器堵塞，使泵进口口环烧坏卡死,而H2、CH,、CO在甲醇中的溶解度都很低，在再生过程返厂检修。中有效气体损失少。5.2开车过程中 ,发现一些泵的机封泄露。储罐里的4.4有利于HS的回收利用，保护了环境。富甲醇液封液运行约6h后,出现温度过高(70C-80C),机封经过再生后，从热再生塔顶逸出的体积分数4%左右先后出现泄漏,根据机封厂家(丹东克隆)要求改成水HS+COS+CO2等酸性气送至催化氧化硫回收工序作冷却后,封液温度正常。为原料气,消除了含硫废气对环境的污染,得到了产5.3开车过程中 ,当温度降至-20C时,部分不锈钢品硫。法兰与低温管焊接处发生泄漏,停车检修后隐患消除。Application and Analysis of the Rectisol UnitYuan zhongqiu(Linyi Branch, Shanxi Yangmei Fengxi Fertilizer Industry (Group) Co., Ltd., Linyi Shanxi 044100, China)Abstract The process flow, technical features and key equipment of the Rectisol unit of the 280kt/a amnonia plantof the Linyi Branch Company of Shanxi Yangmei Fengxi Fertilizer Industry (Group) Co., Ltd. were intoduced in the paper.The problems that occurred during start-up and countermeasures that had been taken were summed up.Key words ammonia, Rectisol, lean methanol, purification, raw gas