低温甲醇洗技术在煤制甲醇项目中的应用

2010年12月大氛配Dec.2010第33卷第6期Large Scale NitrcNitrogenous Fertililizer Industryvol.33.No.6V oL.33 No.6_低温甲醇洗技术在煤制甲醇项目中的应用贺可顺范明智周远(兖州煤业榆林能化有限公司,陕西榆林,719000)摘要介绍了低温甲醇洗装置在兖矿榆林能化600kt/a煤制甲醇项目的应用现状,通过一段时间的运行操作，总结低温甲醇洗装置的操作方法和控制要点及CO2指标在非正常情况下调整经验。关键词低温甲醇洗 运行现状 操作要点总结1概述计值(5.58 MPa)低0.7~0.8MPa,变换气负荷在兖州煤业榆林能化有限责任公司600kt/a甲(11~13)x104 m2/h (约为设计全负荷的30%~醇项目低温甲醇洗装置引进德国鲁奇工艺基础设40%) ,组分正常并较稳定,制冷系统正常,但是,系计包,由中国华陆工程公司承担详细设计。本项目统CO2指标没有达到设计指标2%~4%,而是保持从2006年4月16日全面启动建设,2008年12月在0.61%上下,由于CO2成分不达标导致下一个工29日全线打通系统流程,产出合格甲醇产品,仅用序 合成催化剂反应过于剧烈，不利于合成催化剂24个月(扣除每年4个月的冰冻期),创国内煤化的长周期运行,大大缩短催化剂的使用周期。在此工项目建设领先水平。低温甲醇洗系统设计处理工况下,在保证净化气总S含量低于0.1x10*的前变换气气量为29x104 m2/h,以低硫煤为原料,经德提下,通过控制贫液的循环量(二氧化碳吸收塔进士古气化炉反应制得原料气,原料气经耐硫变换、料泵提供，至主吸收塔顶部纯甲醇流量调节阀控低温甲醇洗脱硫脱碳获得净化气(总硫含量不大.制)及富CO2甲醇量(主洗泵提供,由至主吸收塔于0.1x10- ,CO2含量不大于2.5%),净化气经合成二段富甲醇流量调节阀控制)对净化气CO2指标压缩机压缩至7.5MPa进人合成塔反应制得粗甲进行优化调整，系统指标调整前低温甲醇洗装置醇。其中,净化气中CO2指标直接影响到催化剂的主要指标状况见表1。使用寿命,开车初期由于变换气量偏小，低温甲醇表12009年低温甲醇洗装置主要运行指标状况洗工序的调整经验不足等原因导致出低温甲醇洗日期变换气量/贫甲醇循富CO2甲醇 主要 工艺指标m'.h1环量/m2.hr 循环 量/m2.hr' (HS/CO2),x10*合成气中CO2指标不能满足生产要求，直接影响02-15 56930.9136.1110.200/0.12到合成工序催化剂的使用周期。02-16 95542.1159.2315.460/0.6602-17 102556.4l 86.2416.820/0.232低温甲醇洗工艺运行现状02-18 117313.0190.8517.560/0.65低温甲醇洗人口的变换气在主洗塔中进行脱02-19 211310.0275.20/2.570硫脱碳,富液进人中压闪蒸塔进行闪蒸,闪蒸气通02-20 214526.0276.6818.940/2.58过加压后送回主洗塔进行有效利用，闪蒸后的富02-21 219191.0276.5624.900/2.423液进人再吸收塔,进行汽提再生CO2气体,然后富2.2净化气中CO2指标调整制约因素液再进入热再生塔进行HS气体的热再生。完全1)本系统存在一个设备.上的缺陷,热再生塔再生后的甲醇贫液经二氧化碳吸收塔进料泵送回收稿日期:2010-04 -03 ;收到修改稿日期:2010-11-18。主吸收塔做为循环甲醇。作者简介:贺可顺,男,1978年出生,助工,2003年毕业于黑龙2.1 存在主要问题江科技学院化学工程与工艺专业，现在兖州煤业榆林能化有限公开车初期，系统压力没有达到设计工况，比设司合成车间工作。联系电话:0912-8198509。第6期贺可顺.低温甲醇洗技术在煤制甲醇项目中的应用403下段集液箱漏液，导致底部--直处于满液位,热再据再吸收塔底部温度变化来进行控制，这样可以生塔断续出现液泛的现象，这一点直接影响到贫使系统甲醇溶液的温度降低，保证了低温甲醇的液的再生效果，为保证净化气总硫指标必须使热吸收效果。负荷过量,这样势必将系统的整体温度提高。这间4)如果增加汽提氮气量能将再吸收塔底部温接影响了CO2的调整过程，并为以后的酸性气提度降低,相应的进热再生塔顶温度会降低,这样系浓增加了难度。统甲醇循环量的也相应的减少，可以降低系统因2)由于特殊原因,贫液中的S无法分析,导致泵作功而增大系统的热负荷。但是,相应热再生塔热负荷更加无法控制。顶温度的降低也需增加热负荷。因此,维持热再生2.3净化气中CO2指标调整措施保持不变，应给定一个下限:当热再生塔顶温度1)控制中压闪蒸塔闪蒸气组分在正常指标(设计值81.29C)降低到低于809C以下任何值时,内,稳定压力在正常值1.37MPa,通过增减下塔的热再生塔、甲醇水分离塔的热负荷能使热再生塔富S甲醇量控制，这样可以避免因中压系统压力二段顶部出口酸性气温度(设计值72.19C)控制在波动影响系统的减压再生效果，是保证系统大循78C以上;高于809C,热再生塔二段顶部出口酸性环的前提条件,减压再生效果得到有效的保证。气温度控制在83C以上，要以系统的热再生效果2)控制主吸收塔第四段H2S吸收段调节阀在做为另一个调节的依据。100m2/h左右,至主吸收塔二段富甲醇流量调节阀5)经过以上调整如CO2含量指标仍低于2%，维持在40m2/h左右,将系统循环量(总设计值为逐步减小至主吸收塔二段富甲醇流量调节阀开392m2/h)以10m2/h的速度降低至CO2在线分析仪度 ,减少对CO2的吸收液量使指标达标。有显示值为止,一旦显示值高于0.5%,可安排分析6)如仍不能达标,说明至主吸收塔顶部纯甲室取样分析校对在线分析仪，热再生负荷暂时维醇流量调节阀控制的循环量大，以原速降低至主持原样，这样在保证去后工序合成气总硫不超标.吸收塔顶部纯甲醇流量，并在调整主循环液量的0.1x10*的前提下逐渐减少吸收液量，以保证CO2过程中暂时增大至主吸收塔二段富甲醇流量保证指标可以调整在2%~4%范围内。去下一个工序的合成气中总硫不超标的前提下,3)由于前期开车过程中再吸收塔底部的汽提继续减小至主吸收塔二段富甲醇流量调节阀使氮汽量--直过小，此外,在中压闪蒸塔组分调整的CO2指标达标。同时,CO2在该塔闪蒸出来的过多，所以在再吸收2.4需要各部门配合措施塔汽提的CO2量少，会导致再吸收塔底部温度上1)调整合成气中CO2指标,将会对合成气总升,此时需增加汽提氮气的设定值,以600m2/h的硫指标影响,直接影响合成接气,要求分析合成气.速度将其提至5500~8000m/h,汽提氮气量应依中总硫及CO2由原来1h一次,改为30min一次。表2工艺调整前后指标对比(变换气气量调整前后)调整后指标项目2009- -02- -2T028 :002009- -02- -23T08:002009- 10- -01T08 :00变换气流量/m’hr'113512109976253771至主洗塔一段富甲醇流量/m.h=93.1699.04218.64至主洗塔二段富甲醇流量/m2.h'13.8310.9050.31至主洗塔顶部贫甲醇流量/m2.h-'178.4168.88316.79至再吸收塔汽提氮气流量/m2.h'7136.47832.713736.0变换气温度/C6.0343.50(人界区原料气温度)二氧化碳吸收塔进料出口纯甲醇温度/C98.0099.60101.00去预洗甲醇加热器酸气温度/C86.384.8 .77.1热再生塔再生燕汽流量/kg*h-3259.83093.16041变换气压力/MPa5.145.58出界区净化气CO2含量,%0.6.702.94净化气HS含量,x10*0404大氨肥2010年第33 卷2)一但合成气总硫超标，系统进行减量生产，体 HS浓度不小于25%。减气量标准以合成气总硫不超标为准，否则进行2)低温甲醇洗控制方法。通过控制脱硫与脱.切气调整CO2。碳的循环甲醇量来控制净化气中的总硫不大于3)要求分析室尽快恢复对甲醇液中的总硫含0.1x10-，通过控制入再生塔再沸器的蒸汽流量来量进行分析，用以指导甲醇循环液贫液的再生情保证甲醇的再生度合格，通过控制汽提氮气量及况。增浓管线阀门开度来控制出界区的克劳斯气体气4)全部需要的调整时间定为8h,在指标调整量及H2S浓度，为了确保系统循环甲醇中NH3不期间调度室不进行指标考核。工艺调整前后指标超标,进行定期分析热再生回流罐的NH,含量,如对比分析情况见表2。超过500x10-6 进行排放。2.5 目 前运行现状3)低温甲醇洗操作要点。本系统的主要操作低温甲醇洗装置于2008年12月30日正式要点是人界区的变换气气量与甲醇循环量相匹投产,单炉运行,变换气量11x10*m2/h, 精甲醇产配，如循环量过高会使循环甲醇的温度升高,甲醇量48/h。经过2009年2月CO2工艺指标及操作的消耗也会升高;如甲醇循环量过小会造成出界方法的调整,至2009年8月,低温甲醇洗工序全区净化气中总硫及CO2超标。在保证甲醇的再生部生产指标在双炉运行的情况下稳定达标，变换度合格的情况下，使入主洗塔的贫甲醇温度足够气量已达26x10+ m2/h,合成工序精甲醇产量84t/低,系统压力基本稳定,只有这样才能保证甲醇具h。装置运行稳定,脱硫与脱碳指标正常,表3为一有最大的吸收能力，以确保出界区的净化气成分段时间内的运行数据。合格。表3低温甲醇洗装置主要指标运行现状变换气量/贫甲醇循环富CO2甲醇主要工艺指标3低温甲醇洗操作经验m'.h-量/m2-hr'循环 量/m2-hr' (H2S/CO2),x10>6操作中发现，保持与变换气量成比例的甲醇08-15 52039.9 110.2010.200/2.740循环量是得到系统低操作温度的关键，正常生产08-16105536.2142.5214.500/2.46908-17 11556.45 156.6016.300/2.554时在保证充分再生的同时，要严格控制进人克劳08-18 207313.0 270.8518.260/2.507斯气体分离器的酸性气温度小于-25C，以确保较08-19 211310.0 275.2723.810/2.570低的甲醇物料损耗，克劳斯气的提浓应与汽提氮08-20 214526.0 276.6818.940/2.58气量同步进行调节。总结了调节CO2指标的依据)8-21 219191.0276.5624.900/2.423及操作经验，通过调节甲醇循环量及主洗塔各分2.6重要指标控制段吸收液量,对CO2指标进行优化调整,经优化后1)主要控制指标。贫甲醇的温度:控制人主洗CO2指标可以调整至2%~4%，确保了出工序净化塔贫甲醇温度;控制出塔净化气中COS+H2S不大气CO2指标合格，有效地延长了合成催化剂的使于0.1x10-,CO2不大于3%;贫甲醇中的水含量不用寿命，同时增加了甲醇产量,大大降低了固定生大于1%;贫甲醇中的总硫含量不大于100x10*;热产的成本，对以后同类装置开车调优具有一定的再生回流槽中NH;不大于5g/L;出界区克劳斯气指导意 义。APPLICATION OF RECTISOL TECHNOLOGY IN COAL-TO- .METHANOL PROJECTHe Keshun, Fan Mingzhi, Zhou Yuan(Yanzhou coal Industry Yulin Energy and Chemical Co., Ltd, Yulin, 719000)Abstract The application of Rectisol unit in the 600 kt/a coal-to- methanol project for YanzhouYulin was introduced and based on the operation for a period of time the operating method and critical controlpoints as well as the experiences in adjusting CO2 index under abnormal conditions were summarized.Key Words : Rectisol, running status ，operating key points, summary