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1、低温甲醇洗装置的优化杨亮亮，李慧,鹏，杨晶(河南晋控天庆煤化工有限责任公司，河南沁阳454500)河南晋控天庆煤化工有限责任公司年产30万t合成氨、52万t尿素、 副产5X108m3工业燃气(LNG)项目，配套低温甲醇洗装置。1低温甲醇洗低温甲醇洗工段主要起到净化气体的作用，来自变换工段的粗煤气经 过降温冷却后，在粗煤气分离器(S02)分离气体中携带的水、不饱和 碳氢化合物等杂质，之后气体进入低温甲醇洗的脱硫塔和二氧化碳吸 收塔，送往液氮洗工段。吸收完气体的甲醇溶液经过循环再生重新利 用。热再生塔(T05)再生系统经再沸器再生加热，甲醇溶液中闪蒸出 的硫化氢冷却后，在硫化氢气体分离器(S04)
2、分离甲醇，经过复热送 往硫回收工段，分离后的甲醇回收至回流槽(V01)。预洗系统包括共 沸塔(T08)、甲醇水塔、萃取器(V02),其中T08主要作用是将甲醇水 中的油加热后从塔顶冷凝分离排出系统，甲醇水塔主要作用是将甲醇 水分离回收甲醇蒸汽，产生的废水送往生化水处理。同时当变换气体 中含有油类物质时，会在V02中将油类物质分离，送往石脑油储罐。 2出现的问题及改造措施2. 1 S04顶部出口气相管线堵塞硫化氢富气又称酸性气，根据有关文献，氨和甲醇为极性物质，相似 相容。在常温常压下，氨极易在甲醇中溶解，其在甲醇中的溶解度是 硫化氢的10多倍、二氧化碳的60多倍1。S04顶部出口气相管线 前后
3、压差高，通过分析底部排出的甲醇得知，其中含有氨盐。氨与硫 化氢在此处生成硫化铁，并随气体流动进入气相管道2。铁盐在此 处聚集，导致酸性气排出不畅，系统憋压，影响正常运行。同时酸气 分液罐液底部有“U”型弯，正常运行时罐中有一定的液位，起到水 封的作用，防止V01中气体不经过换热直接串入外排酸性气中。针对外排不畅，关闭热再生气冷却器(E012)的循环水，将E012出口 气相温度控制在65 经过提温后，在S04顶部温度会上涨至0 P 以上。短暂运行后，再将循环水恢复至正常运行开度，酸性气管线压 差明显降低。酸性气分液罐在液位满时，发生虹吸效应，是导致酸性 气压力周期性波动的原因。利用系统停车大修的
4、机会，在酸性气分液 罐排液管线最高点增加阀门。排气阀门投入使用后，保证酸性气分液 罐液位始终保持稳定液位，有效避免酸性气压力波动，保证了后工段 硫回收系统的稳定运行。2.2 V01中甲醇的油含量高随着低温甲醇洗系统长时间运行，变换气中携带的油类物质会通过预 洗系统带入到V01中，当V01中甲醇的油含量较多时，会影响甲醇对 二氧化碳和硫化氢的吸收，导致循环量过大、系统能耗增加、系统温 度升高，同时甲醇消耗变大。为杜绝类似现象的发生，加入部分水, 将甲醇中溶解的油类物质萃取分层，作为日常取样判断分析的依据。 当甲醇中油类物质的体积分数超过三分之一时，通过V01底部导淋排 至地下槽，最终排出系统；同
5、时向系统中补充新鲜甲醇，保证其纯度。 原设计中，V01底部的回流泵出口自调阀后有退液管线至预洗系统, 实际运行过程中，由于压力不足无法将V01中的甲醇液送往V02,导 致甲醇无法被再生利用，造成浪费。系统停车大修期间，将退液管线 改至回流泵(P61306)出口阀前，解决了设计上的缺陷。2. 3 S02堵塞来自变换的粗煤气在经过降温冷却后进入S02。因分离气体中携带水 分等杂质，在实际运行过程中，当环境温度较低时，S02排液管线发 生堵塞，分离出的物质无法正常送出系统。通过拆检、取样分析，该 不明物质温度低于100 C时，由固态变为液态。为保证管线排液顺 畅，在管线增加低压蒸汽伴热，同时做好保温
6、。投入使用后，管线未 再发生堵塞现象，降低了检修的频率。2.4 系统水含量高低温甲醇洗系统停车检修期间，管道设备内部用大量的水进行清洗, 导致开车过程中系统水含量高。有关文献记载，当贫甲醇中水质量分 数超过4%时，硫化氢在贫甲醇中溶解度大幅下降3。系统贫甲醇体 积分数长期高于L5%,无法有效降低，通过取样分析再沸器蒸汽冷 凝液中的甲醇含量，发现T05再沸器和甲醇水塔(T09)再沸器发生泄 漏。切换再沸器，将泄漏的再沸器切出系统后堵漏，最终成功降低了 低温甲醇洗中的水含量，保证了生产稳定运行。2.5 系统甲醇消耗高实际运行过程中，进装置粗煤气体积流量为35万m3/h时，低温甲醇 洗系统月度消耗甲
7、醇量为150 t,消耗偏大。通过取样分析，外排二 氧化碳产品气中携带甲醇体积分数为100X10-6,预洗闪蒸塔(T07) 二段气体排往酸性气火炬管线，其中甲醇体积分数为200X10-6。为 降低系统甲醇消耗，改变工艺操作。首先将T07二段的气体回收至 T04二段，回收其中的甲醇，同时利用停车大修，对二氧化碳闪蒸段 进行拆检，发现其中的降液管线脱落。将管线恢复后，二氧化碳中甲 醇体积分数最低降至10X10-6o通过回收这两种气体中的甲醇，同 样负荷的工况下，甲醇月度消耗量降低至110 t,有效控制了生产成 本。同时通过增加尾气洗涤塔解决排放气运行过程中实际流量大于设 计值的问题。洗涤塔的一侧预留
8、检修场地以满足塔的吊装、塔板装卸， 塔的人孔、手孔朝向检修。同时在设计塔的裙座高度充分考虑泵的汽 蚀余量要求4。两个洗涤塔实现并联运行，降低了排放气中甲醇含 量，进而降低了系统甲醇消耗。2.6 压力容器产生裂纹在系统停车大修时，通过对压力容器检验检测，发现了贫富甲醇换热 器(E010)外壳有裂纹。根据设备材质、使用条件，针对性地检修设备， 保证了设备的稳定运行，后期运行过程中未发生同类问题。3结语从全国煤化工行业整体来看，低温甲醇洗是气体净化的主要工段之一。 为保证低温甲醇洗工段安全稳定长周期运行，针对装置中出现的各种 问题，提出不同的解决办法和思路，同时也遵循节能减排、绿色高效 发展的理念，有助于低温甲醇洗装置在更广阔的领域得到推广应用。