降低低溫甲醇洗工藝甲醇消耗技術(shù)改造

第31卷第3期石油化工應用Vol 31 No. 32012年3月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONMar.2012降低低溫甲醇洗工藝甲醇消耗技術(shù)改造何鵬,李榮,馬永賢(神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學(xué)工業(yè)分公司甲醇廠(chǎng),寧夏銀川750411)摘要:針對本廠(chǎng)低溫甲醇洗裝置甲醇消耗高的冋題進(jìn)行了分析研究,并分別制定了相應的處理措施。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;甲醇消耗;原因;措施中圖分類(lèi)號:TQ223.121文獻標識碼:A文章編號:1673-5285(2012)03-0094-03本廠(chǎng)低溫甲醇洗工藝是由化學(xué)工業(yè)第二設計院設1.2對酸性氣體夾帶甲醇的分析計的七塔工藝流程,通過(guò)接收德士古氣化爐反應產(chǎn)生滿(mǎn)負荷下酸性氣體流量為500m/h,出系統前經(jīng)過(guò)的粗煤氣,經(jīng)過(guò)35MPa、-38℃的低溫甲醇的洗滌,一個(gè)氣液分離器D-0603,溫度為-30~-10℃,壓力為分步將HS、COS、CO2等氣體吸收之后,把HS≤0.1108kPa左右,從飽和蒸汽壓的數據分析,此處未產(chǎn)生mg/m3的凈化氣送至合成工段合成甲醇。該工藝運行蒸發(fā)浪費。再經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的數據分析,酸性氣體中甲醇幾年來(lái),對HS的洗滌效果比較理想,但始終存在著(zhù)甲含量低于50mg/m3,證明不存在蒸發(fā)浪費。醇消耗量偏高,最高時(shí)達到15kg/t,遠遠高于設計13對凈化氣體夾帶甲醇的分析7kgt的標準。滿(mǎn)負荷下凈化氣流量為60000m3/h,壓力高達3.3MPa左右,溫度為20℃左右,且塔頂除沫器完好1原因分析通過(guò)幾個(gè)月的分析,甲醇含量均低于50mg/m3,因此此處也不存在浪費甲醇的可能性。在生產(chǎn)過(guò)程中,根據裝置運行的各項參數,對造成14對甲醇水精餾塔的分析甲醇消耗高的原因進(jìn)行了分析論證,結果如下:該塔的進(jìn)料換熱器E-0613自2009年9月開(kāi)始內11對CO2尾氣夾帶甲醇的分析漏,塔底廢水中甲醇含量達到2%左右,10月檢修拆滿(mǎn)負荷下CO2尾氣流量為30000mh左右,用冷開(kāi)封頭發(fā)現列管內漏,堵漏后投入運行,但從2009年卻后40℃低壓鍋爐給水洗滌尾氣進(jìn)口溫度設計值為12月至2010年3月先后出現了四次泄漏,經(jīng)過(guò)反復40℃,尾氣出口甲醇含量設計值為190mgm3,但是通堵漏后,堵住的列管數量超過(guò)了全部的20%,不得不過(guò)幾次取樣分析發(fā)現,甲醇含量都在800mg/m3左右,更換該換熱器。針對泄漏的原因分析認為進(jìn)料的甲醇遠遠大于設計值。而后對尾氣洗滌塔的各項參數進(jìn)行水溶液中含有回收的噴淋甲醇,吸收原料氣中的HS分析,發(fā)現塔底溫度過(guò)高是主要原因,根據安托因公式當甲醇和水混合后,HS對碳鋼材質(zhì)的E-0613產(chǎn)生強計算(P=exp16.5723-3626.55(7-34.29)),甲醇的溫度烈腐蝕,因此在以后的選材中,對E-0613選用不銹鋼和飽和蒸汽壓的關(guān)系(見(jiàn)表1)材質(zhì)。表1甲醇的溫度和飽和蒸汽壓的關(guān)系在設備問(wèn)題處理完之后,塔頂甲醇蒸汽中水含量溫度咒℃0510152025303540以及塔底廢水中甲醇含量依然存在不合格的情況,在他和蒸汽壓AP2395540730976129168218279354對該塔的各項參數進(jìn)行分析后,對該工藝進(jìn)行了重新優(yōu)化調節,將三段進(jìn)料改到下部18層塔板進(jìn)料,其余通常尾氣洗滌塔的壓力為30-40kPa,溫度為20~參數(見(jiàn)圖1)。30℃,從表1中數據看出洗滌塔溫度過(guò)高會(huì )造成甲醇1.對系的蒸發(fā)浪費,是造成尾氣中甲醇超標的主要原因。低溫aYH中國煤化工約分析CNMHG源為冷凍站、閃蒸收稿日期:2012-01-09第3期何鵬降低低溫甲醇洗工藝甲醇消耗技術(shù)改造T063884℃可以看出主要原因是塔底溫度過(guò)高導致的,只要降低甲醇蒸氣溫度就行,但過(guò)低的溫度影響設備壽命,另外對后續甲甲醇3m3醇水塔的進(jìn)料溫度也有影響,還會(huì )加大能耗。因此需從兩方面著(zhù)手,一方面適當加大塔頂洗滌水量,另一方面T-0607需要適當降低塔底溫度才行針對加大洗滌水做以下調節,以下為2010年7月E-0613T063785℃調整后報表數據統計(見(jiàn)圖2)。甲醇、水9m310洗滌水八m/h)6排放氣甲醇水8m3m10642124℃20圖1低溫甲醇洗工藝改造流程圖3579111315171921232729(氣提)、冷卻水和節流,其中最主要的冷量是由冷凍站圖2洗滌水調節示意圖和閃蒸提供的。如果系統冷量不足,溫度上升,為了保從圖2中可以看出,洗滌水控制在7~8m3左右對證凈化氣的合格,不得不通過(guò)加大甲醇循環(huán)量來(lái)保證,指標控制比較合適。而甲醇循環(huán)量的加大則會(huì )造成溫度的進(jìn)一步升高形其次針對塔底溫度做以下調節,以下為2010年8成惡性循環(huán),導致甲醇的浪費。月份調整后報表數據統計(見(jiàn)圖3)。2009年裝置運行過(guò)程中,發(fā)現氨冷器各出口溫度逐漸由原來(lái)的-30℃上升到了-25℃,經(jīng)檢查發(fā)現氨冷器有內漏現象,導致甲醇和氨的換熱效果不良,利用大檢修對氨冷器進(jìn)行了處理,各氨冷器出口溫度恢復正常。同時(shí)在處理過(guò)程中發(fā)現氨壓縮機出口的氣氨冷凝05050塔底溫度排放氣甲醇(×100mgm3)器也存在內漏情況,進(jìn)行了列管堵漏。2010年裝置運行過(guò)程中,再次發(fā)現氨壓縮機出口的氣氨冷凝器存在換熱效果不良,氨壓縮機系統壓力較高,負荷加不起來(lái),后期運行中兩臺壓縮機只能勉強11131維持負荷20%左右,導致低溫甲醇洗系統冷量嚴重不圖3塔底溫度調節示意困足。通過(guò)分析判斷,是氣氨冷凝器再次發(fā)生嚴重內漏所從圖3中可以看出,塔底溫度控制為11-14℃左致,當檢修拆開(kāi)封頭后發(fā)現,該換熱器下部已經(jīng)被碳銨右對指標控制比較合適。結晶堵死,列管?chē)乐匦孤?更換后重新投用后,低溫甲(2)針對甲醇水塔超標的問(wèn)題,從工藝角度分析主醇洗各項指標恢復正常。要是塔底溫度和進(jìn)料位置的問(wèn)題。調整前塔底溫度為其次在工藝調整方面,主要從氣提閃蒸方面著(zhù)手,122℃左右,進(jìn)料位置在中部22層塔板,但是塔頂和CO2閃蒸塔的三段和HS濃縮塔二段分別采用低壓氮塔底經(jīng)常出現超標現象,為了控制塔底指標合格,將塔氣氣提,氣提后的溫度分別為-58℃和-49℃,而設計底溫度提高到124℃以上,同時(shí)為了保證塔頂的產(chǎn)品溫度是65℃和-47℃,還有降低的空間。如果降低這質(zhì)量,將進(jìn)料位置改在下部18層塔板,增加了精餾段兩個(gè)溫度,將直接影響凈化氣的主洗甲醇和精洗甲醇的塔板數。經(jīng)過(guò)此次調整,甲醇水塔各項指標恢復到了的溫度在保證凈化氣合格的前提下在一定程度上降正常范圍內。低甲醇循環(huán)量,為系統的優(yōu)化操作和節能降耗都有很(3)針對H中國煤化工面解決設備的大的幫助。問(wèn)題,另一方CNMHG大了氣提氮氣2措施制定的用量,適當提高了這兩個(gè)地方氨冷器的負荷,經(jīng)過(guò)段時(shí)間的摸索,CO2閃蒸塔的三段和H2S濃縮塔二段對尾氣洗滌塔甲醇超標的問(wèn)題,從以上分析(下轉第105頁(yè))方數據第3期方曦等防垢劑ⅹCZ-1的合成及其性能評價(jià)研究105防垢時(shí)間:防垢率隨防垢時(shí)間增加而略有降低,當防垢參考文獻時(shí)間為10~35h時(shí),防垢率在60%以上。防垢時(shí)間達[1]張宏祥.氣井排水采氣過(guò)程中碳酸鈣垢的形成與防止[]50h,防垢率降至5875%,因此該防垢劑穩定性能較石油天然氣化工,1993,22(1):29-34.好。[2]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997,2.④防垢劑加量、防垢時(shí)間和防垢溫度不變,改變溶液pH值:溶液pH值為7-9范圍內,防垢率能保持在[3]龍荷云,循環(huán)冷卻水處理[M],南京江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1984:205-20860%以上。而當pH值大于9時(shí),防垢率隨pH值的增[4]孫海虹,鄧皓,張欣,油氣田除垢機理與應用技術(shù)探計[1大迅速減小。斷塊油氣田,1999,6(5):47⑤防垢劑加量防垢時(shí)間、溶液pH值和防垢溫度[5]尹先清等.油田注λ水碳酸鈣垢結垢機理分析與結垢預測不變,變化礦化度和成垢離子濃度:礦化度為10536mg/L[J].石油勘探開(kāi)發(fā),2002,29(3):85-87Ca2濃度為413mg時(shí),防垢率達到8833%,此礦化[6]秦薇.油田注水過(guò)程中的化學(xué)反應和離子調控方法研究度下防垢劑有優(yōu)良的防垢性能。礦化度達50000gD.西南石油學(xué)院碩士學(xué)位論文,200以上后防垢效果急劇下降。[7]岳萱,喬衛紅等.曼尼希反應與木質(zhì)素的改性[J].精細化(3)考察了十二烷基苯磺酸鈉對防垢性能的影響:工,2001,18(4):670-672在防垢劑加量為20mg/時(shí),加入表面活性劑后垢的[8]萬(wàn)道正,曼尼希反應和曼尼希堿化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1986:18-28狀態(tài)由粒狀變成了絮狀,防垢率提高5%左右。該表面[9]sY丌5673-93,油田用防垢劑性能評定方法[S].1993,2-3.活性劑與防垢劑復配后起到了一定的協(xié)同效應。[10]陳集,饒小桐,蔣小惠.波譜分析[M].成都:電子科技大(4)對XCZ-1的防MgCO3垢性能進(jìn)行評價(jià),當防學(xué)出版社,2003:37-101垢劑加量為20mg/L,70℃下恒溫25h時(shí)防垢率為[11]常建華,董綺功編著(zhù),波譜原理及解析[M].北京:科學(xué)出71.36%。版社,2005.(5)對XCZ-1的防BaCO3垢性能進(jìn)行評價(jià),當防[12]鄧芹英,劉嵐,鄧慧敏編著(zhù)波譜分析教程[M].北京:科垢劑加量為20mg/L,70℃下恒溫25h時(shí)防垢率為學(xué)出版社,2003(上接第95頁(yè))的溫度降低到了-63℃和-54℃,使洗滌凈化氣的貧甲降低甲醇生產(chǎn)成本約528萬(wàn)元。醇溫度由原來(lái)的-37℃降低到了-41℃,使得同等負荷條件下,貧甲醇的循環(huán)量降低了10m沿左右,對降低參考文獻甲醇消耗以及降低能耗方面都有一定作用。[1]楊洪文,等低溫甲醇洗尾氣組分的改善方案選擇[J!低溫和特氣,2004,2(1):21-233結語(yǔ)[2]張曉軍.低溫甲醇洗裝置甲醇污染物分析[J].大氮肥,2002,25(3):188-189經(jīng)過(guò)改進(jìn)工藝和設備,使低溫甲醇洗工段的甲醇[3]劉偉.降工藝的甲醇消耗[J.小氬肥消耗由最初的15kg/t降低到了5kg/t,按照本廠(chǎng)一套2010,38(1中國煤化工裝置20000噸/月產(chǎn)量,每噸甲醇2200元計算,每年CNMHG