2009年37卷第7期廣州化工我廠低溫甲醇洗系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)方案弋朝山(陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司,陜西神木719319)摘要:針對我廠低溫甲醇洗系統(tǒng)自原始開車以來發(fā)現(xiàn)的問題及設(shè)計(jì)中的缺陷等進(jìn)行原因分析并提出較為合理的改進(jìn)方案和實(shí)施意見。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;改進(jìn)方案;探究The main Problems and Improvement on RevampingSchedule of Rectisol Sysrem of Shenmu Chemical Industry Co, LtdChao-shanShaanxi Shenmu Chemical Industry Co, Ltd., Shanxi Shenmu 719319, China)Abstract: The main problems and deficiencies in desin existed in the rectisol system in theShenmu Chemical IndLtd. were discussed, and the improvement of the design and implementation was given.Key words: rectisol; improvement; revamping我公司二期40萬噸/年甲醇項(xiàng)目煤氣凈化裝置應(yīng)用大連理在高壓低溫下對變換氣中的H2S,CO2等實(shí)現(xiàn)一次性脫除,屬物工大學(xué)低溫甲醇洗專利技術(shù),采用RPS軟件及其數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計(jì)理吸收過程;吸收后的甲醇富液采用減壓解析氣提和加熱再生算由中國天辰化學(xué)工程公司完成工程設(shè)計(jì)。整體工程于2008后循環(huán)利用。具體流程見圖1。年8月建成并順利投產(chǎn)。該工藝為六塔流程,以甲醇為吸收劑,凈化氣去合良5股性氣去硫回收火炬放空火炬放空排入大性線去廢水處理T-甲醇洗滌塔衛(wèi)-c0解吸塔T-HS濃縮塔T4-甲醇熱再生塔T-甲醇水分離塔T6-尾氣洗滌塔E1-原料氣換熱器區(qū)-1#氨冷器E4-2#氨冷器E-3*氨冷器E-循環(huán)甲醇冷卻器E-甲醇換熱器B8-3貧甲醇冷卻器E-2#甲醇冷卻器E10-1貧甲醇冷卻器EI1-熱再生塔再沸器E12-再生塔回流冷卻器E3-再生塔回流氨冷器E4-HS餾分換熱器E5-甲醇水分離塔再沸器E16-甲醇水分離塔進(jìn)料加熱器E7-水換熱器E18-貧甲醇水冷器v1-水分離器v2-1#循環(huán)氣閃蒸罐Ⅴ-2#環(huán)氣閃燕罐V4-貧甲醇收集槽V5-酸性氣分離牛塔回液糟V-甲醇閃蒸槽V9-甲醇水分離塔進(jìn)料分離器v0-甲醇貯槽P-S濃縮甲醇泵P-0O解吸塔給料泵P-熱再生塔給料泵中國煤化工-熱再生塔回流泵r-洗滌水泵Sl-甲醇過濾器s2-甲醇粗過濾器S3-貧甲醇過濾器c1-循環(huán)氣壓縮機(jī)圖1工藝流程圖CNMHG作者簡介:弋朝山(1983-)男助理工程師20年畢業(yè)于青海大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)現(xiàn)在陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)部調(diào)度室工作。E-mail:yichaoshan2005@163.com廣州化工2009年37卷第7期本文就我公司低溫甲醇洗裝置原始開車以來發(fā)現(xiàn)的問題及交變閥位微小的變化會導(dǎo)致流量的極大變化流量突然增大(或工藝設(shè)計(jì)中的缺陷等進(jìn)行初步分析及探究提出自己的看法和減小)的過程使閥板前后承受壓差太大,從而引起相連管道劇烈改造意見竄動。所以在運(yùn)行中閥位最小開度應(yīng)大于20%,最大不要超過1實(shí)際運(yùn)行中存在的問題及原因分析80%②閥門安裝在管道拐彎處,使得流體流型不穩(wěn)定。③閥門本身質(zhì)量問題及PD參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。④冷區(qū)的各自調(diào)閥最好1.1V1底部液相管線流通能力不足安裝在換熱器之后以防經(jīng)過閥門減壓節(jié)流后形成氣液兩相流在每遇到系統(tǒng)減負(fù)荷或切氣后溶液循環(huán)時(shí),v1液位有持續(xù)上換熱器內(nèi)形成氣阻而本裝置冷區(qū)各自調(diào)閥卻緊跟泵出口閥設(shè)置漲現(xiàn)象,此時(shí)需要開LV221旁路閥維持液位平衡。分析原因主在換熱器之前,也成為泵出口管線震動的一個(gè)原因。要是減負(fù)荷后,E1出口工藝氣溫度會降低當(dāng)溫度降至CO2對1.581、:2、S3過濾器濾網(wǎng)精度設(shè)置不合理應(yīng)的冷凝溫度時(shí)會有部分CO2冷凝,同時(shí)系統(tǒng)壓力會有所降低系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的三臺過濾器精度為:S1(2.5um1臺),S2v向后傳輸動力減小液位則會上漲(250um2臺),S3(250um1臺)。通過實(shí)際運(yùn)行情況來看,S1過12HV221設(shè)計(jì)不合理濾器(設(shè)計(jì)壓差高限0.MPa時(shí)清理過濾器而實(shí)際0.25MPa才根據(jù)設(shè)計(jì)意圖當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷較低時(shí)凈化氣中CO2含量不好清理)清理頻率相當(dāng)高,最嚴(yán)重時(shí)清理一次僅僅能夠維持一兩個(gè)控制(主要是偏低),此時(shí)調(diào)節(jié)方法有:①打開HV22使氣體不經(jīng)小時(shí),后經(jīng)改造引蒸汽冷凝液進(jìn)行反吹現(xiàn)在可堅(jiān)持2~3天清理過洗滌塔頂精洗段而走旁路維持凈化氣指標(biāo);②手動打開T塔一次。S清理過一次,83則從未清理過。分析原因主要是S上下塔連通管線(圖1中☆標(biāo)注處)使溶液短路不經(jīng)過塔內(nèi)第43過濾網(wǎng)設(shè)置偏細(xì)S2、S3則相對太粗。根據(jù)其他廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及專48塊塔板使氣體組分上移。但方法一由于該股氣體不經(jīng)過塔家分析本系統(tǒng)內(nèi)的贓物粒度大約為2~10um居多?？梢姴捎庙敵鞫苯佣搪冯y免會產(chǎn)生霧沫夾帶,甲醇液滴在E1底部250um的粗甲醇過濾器無異于形同虛設(shè)。凈化氣盤管長時(shí)間積滿后隨同凈化氣帶入合成氣壓縮機(jī)缸體內(nèi)1.6PV361AB管線偏細(xì)發(fā)生液擊造成壓縮機(jī)損壞,因而造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。為了原設(shè)計(jì)送往硫回收酸性氣濃度為35%,而鑒于我公司一二避免事故發(fā)生現(xiàn)巳規(guī)定不允許試用此閥調(diào)節(jié)CO2指標(biāo)并定期期共用一套硫回收裝置,又根據(jù)硫回收裝置特點(diǎn)酸性氣濃度要從E底部盤管導(dǎo)淋排放甲醇以防積液。方法二雖然可行但由于求≤5%。為此暫時(shí)規(guī)定不使用H2S增濃管線而將FV61閑置閥門安裝在塔體上動作不方便,可操作行差所以也很少使用。(未增濃的酸性氣濃度為3%左右),原設(shè)計(jì)35%濃度的酸性氣1.3系統(tǒng)中大多數(shù)流量計(jì)形同虛設(shè)現(xiàn)濃度為3%左右核算出現(xiàn)在酸性氣量約為原氣量10倍之多。本裝置中大多采用壓差式流量計(jì)。根據(jù)壓差式流量計(jì)安裝不論酸性氣去硫回收還是直接放空,原管徑均不能滿足需求常規(guī)范要求我們知道流量計(jì)必須安裝在無變徑的較長平直管道因氣體釋放不及時(shí)導(dǎo)致T4憋壓需要開旁路閥維持壓力穩(wěn)定上,要求管內(nèi)流體流速均勻流型一致外界影響因素盡可能少。1.7T5塔工況不穩(wěn)定本裝置共有12個(gè)流量計(jì),正常生產(chǎn)中有讀數(shù)顯示的不足一半(包下表為T塔各溫度點(diǎn)原設(shè)計(jì)值與實(shí)際值對比表括顯示不準(zhǔn)確的,其余均無顯示)并且顯示值波動極大,不具有實(shí)際參考意義,對操作帶來極大不便。分析原因:①流量計(jì)安裝裹1T5塔各溫度點(diǎn)原設(shè)計(jì)值與實(shí)際值對比表位置不合適。比如系統(tǒng)中最重要的貧甲醇流量計(jì)F1安裝在溫度位號T81T82m383T384T85T86140P4泵出口閥和流量調(diào)節(jié)閥FV331之間,并且兩閥間距太小,流體實(shí)際值℃<100<100~139-140-139>139在管內(nèi)流速不均勻流量計(jì)顯示受兩閥開度影響,顯示值上下波動范圍在80m/h左右使得每遇加(減)負(fù)荷調(diào)整循環(huán)量時(shí)只能由表可見,實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)值偏差太大并且塔內(nèi)溫度現(xiàn)場參考電流開(關(guān))泵出口閥而自調(diào)閥在閥位較大時(shí)基本起不參數(shù)沒有溫度梯度,不符合精餾塔的操作特性。通過實(shí)際觀察:到調(diào)節(jié)流量作用。FV2,FV281則安裝在管道拐彎處,無流量顯①如果塔頂溫度T382>100℃,則塔頂甲醇蒸汽中的水含量就示實(shí)際操作中只能參考塔內(nèi)溫度調(diào)節(jié)閥門開度。②流量計(jì)選型會超標(biāo):②TB83、TC385無法向設(shè)計(jì)值靠近并且波動太大主不匹配或者本身質(zhì)量有問題。③儀表維修人員水平欠佳。④原要是因?yàn)門內(nèi)處理水量比設(shè)計(jì)值要大得多導(dǎo)致溫度偏高;③始安裝時(shí)施工人員未按圖紙要求安裝監(jiān)理人員監(jiān)督不到位。如果TB83下降太快而未采取措施其他溫度均會下降最終導(dǎo)致1.4P1、P2、F泵進(jìn)(出)口管線震動問題塔底廢水超標(biāo)。大家知道,精餾塔要穩(wěn)定操作必須要有穩(wěn)定的每當(dāng)系統(tǒng)加(減)負(fù)荷冷區(qū)各泵出口閥開度不匹配時(shí)(主要是進(jìn)料量和進(jìn)料組成進(jìn)料溫度也不能波動太大。偏大)泵進(jìn)(出)口管線則會發(fā)生嚴(yán)重而頻繁的震動現(xiàn)象,已多次現(xiàn)在分析一下T塔各股進(jìn)料情況:①4塔底提供的塔頂將管道支撐震掉塌落下來并已將P泵進(jìn)口兩膨脹節(jié)先后分別回流液其流量和組分基本穩(wěn)定溫度受Ⅵ來的甲醇水混合物震裂刺漏而被迫停車更換其他泵也存在同樣的安全隱患?，F(xiàn)在流量影響較大;②T6塔底洗滌水其流量穩(wěn)定,但組分受尾氣中每遇此情況就必須留人現(xiàn)場觀察泵的震動情況并及時(shí)調(diào)節(jié)各泵甲醇含量影響溫度受T底部廢水流量彩響較大(廢水外送閥出口閥使其處于合適開度保證出口自調(diào)閥閥位波動較小以減少Lv38I中國煤化工不穩(wěn)定)③來自Ⅵ底泵進(jìn)(出)口管線震動頻率但這從根本上解決不了問題。分析原部的甲受Ⅵ液位影響,其流因:①泵出口自調(diào)閥LV27I、LV291、LV292均為蝶閥。大家知道,量波CNMHG見,受進(jìn)料及其組分,蝶閥不適宜做調(diào)節(jié)閥因?yàn)楫?dāng)其所受不平衡力發(fā)生方向變化的交溫度的影響T塔工況是難以穩(wěn)定的變處閥容易發(fā)生振蕩。通常在閥門開度為5°-10°,75°兩處發(fā)生1.8T6塔相關(guān)問題009年37卷第7期廣州化工1931.8.1尾氣放空噪音將FV36合理利用控制出口酸性氣中H2S濃度在20%~30%系統(tǒng)中T2頂CO2氣體和T3頂尾氣匯合進(jìn)入T塔洗滌回收不僅滿足一二期酸性氣匯合后H2S濃度要求而且滿足氣量要甲醇后經(jīng)們塔旁尾氣放空管線排入大氣。由于放空氣量偏大·求。這樣既保證酸性氣完全合理回收利用,又保護(hù)了環(huán)境同時(shí)(滿負(fù)荷約6000Mm°h),氣體與管道摩擦碰撞所產(chǎn)生的噪音極也解決了T4塔超壓隱患?？梢姴僮鞣椒ǖ奈⑿「倪M(jìn)不僅節(jié)約大成為廠區(qū)周圍方圓數(shù)里的噪音源嚴(yán)重影響居民和職工生活。了巨額改造費(fèi)用而且可操作性強(qiáng)1.8.2T6塔內(nèi)結(jié)冰問題(7)欲使T操作工況穩(wěn)定,必須穩(wěn)定三股進(jìn)料量進(jìn)料組成當(dāng)系統(tǒng)切氣后溶液循環(huán)再生過程中由于沒有變換氣與尾及溫度。實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)v9頂部氣相管線堵塞嚴(yán)重(不過量),氣換熱進(jìn)T6塔尾氣溫度較正常值偏低許多(負(fù)值)進(jìn)入塔內(nèi)失去了L382控制V9壓力的作用使得V9氣液兩相同時(shí)經(jīng)液與脫鹽水接觸很容易使水結(jié)冰堵塞塔盤,嚴(yán)重時(shí)凍壞設(shè)備。因相管線進(jìn)入T塔此原因成為T塔工況不穩(wěn)的直接原因。因此為防止T6塔內(nèi)結(jié)冰每遇此情況便打開FV301將尾氣從旁此疏通V9頂部氣相管線并將底部液相管線截止閥更換為手動路放空而不經(jīng)過塔。但這又失去了設(shè)置16塔的意義,造成尾氣調(diào)節(jié)閥這樣通過LV382控制壓力手動調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)料量保中甲醇嚴(yán)重浪費(fèi),并且6塔前尾氣管線為常溫管道長時(shí)間經(jīng)證調(diào)節(jié)的快速性和準(zhǔn)確性可使T塔工況趨于穩(wěn)定。同時(shí)將受過冷流體會嚴(yán)重影響管道壽命。LV221,L381閥門PD參數(shù)調(diào)整匹配使閥門動作幅度減小,盡1.8.3脫鹽水耗量大量穩(wěn)定各股物料參數(shù),減少干擾因素。根據(jù)部分廠家運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)F3設(shè)計(jì)指標(biāo)33m/h,實(shí)際運(yùn)行中為達(dá)到尾氣中甲醇含量來看改動雖小收效卻比較顯著;達(dá)標(biāo)脫鹽水用量高達(dá)4m3/h之多導(dǎo)致進(jìn)T塔洗滌水量偏大E15(8)對于放空噪音大的問題,起初大家都認(rèn)為是放空管線頂蒸汽用量增加(22/h增加到36h)。分析原因①脫鹽水實(shí)際壓部放空帽安裝高度不夠?qū)е挛矚庾枇υ龃笪矚馀c放空帽相互力(0.5MPa)比設(shè)計(jì)壓力(1.0MPa)低;②T塔設(shè)計(jì)高度不夠碰撞發(fā)出的巨響,因此就割掉放空帽但效果并不明顯?，F(xiàn)在經(jīng)1.9系統(tǒng)甲醇損失大過討論研究,自主設(shè)計(jì)制作了DN1500的大型消音器安裝在放空據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)從原始開車至今,系統(tǒng)甲醇損失約有m多管口,基本上可以將噪音污染降低到校小水平。由此表明此項(xiàng)噸比設(shè)計(jì)值(432噸/年)高達(dá)一倍之多。系統(tǒng)主要損失甲醇的技改是成功的。為避免切氣后T6塔結(jié)冰問題,借鑒魯奇工藝設(shè)計(jì)思路,可地方有:①去硫回收酸性氣;②T塔底廢水:③T塔頂尾氣?？紤]在尾氣管線上配備DN00低壓蒸汽管線設(shè)置溫控閥調(diào)節(jié)從正常操作情況來看,T塔底廢水和T塔頂尾氣均在指標(biāo)內(nèi),T塔進(jìn)口尾氣溫度見圖2。在實(shí)際操作中分析T6塔底洗滌水酸性氣在V5頂部溫度也在正常指標(biāo)內(nèi),這三處均不應(yīng)該成為甲中甲醇含量僅為1%左右。若將如此低濃度的洗滌水送往T酵損失的主要源頭?？梢?甲醇損失主要是在開停車過程中。塔,無形中增加了E5蒸汽用量,并且脫鹽水耗量大。現(xiàn)可采用分析原因①每當(dāng)系統(tǒng)切氣后氣提氮?dú)鉀]有及時(shí)減少導(dǎo)致尾如下改造方法:將T塔底廢水(換熱后)及R泵出口部分洗滌氣中攜帶甲醇量增多尾氣又沒有經(jīng)過塔洗滌回收甲醇而直水返回T6塔頂循環(huán)利用增加洗滌水中的甲醇濃度,當(dāng)分析濃接放空使得尾氣中甲醇含量嚴(yán)重超標(biāo)浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。②切氣度較高時(shí)送往T5塔回收甲醇這樣不僅減少E蒸汽用量,而后T4塔底蒸汽沒有及時(shí)減少,導(dǎo)致大量甲醇蒸汽隨同酸性氣且可減少脫鹽水用量,不失為一項(xiàng)可行性技改方案并放空造成浪費(fèi)。③開車過程中T4,T塔投用過早,T6投用不及時(shí)均會造成甲醇浪費(fèi)。2技改方案探究TICA根據(jù)以上諸多問題的原因分析,并借鑒其他廠家成功經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)提出以下技改方案:(1)更換Lv22(由DN25改為DN40),增大其流通面積;圖2T6塔尾氣管線改造流程示意圖(2)廢除HV221,將T塔上下塔連通管線截止閥吏改為手動調(diào)節(jié)閥并引人DCS,使操作方便快捷;(9)在開車時(shí)把握好T4T投用時(shí)間(不宜太早),蒸汽量(3)更改部分流量計(jì)安裝位置,并查找流量計(jì)本身質(zhì)量問不宜太大;停車時(shí)及時(shí)減少氣提氮?dú)夂驼羝昧勘M可能減少放題增強(qiáng)儀表維修人員業(yè)務(wù)水平,確保流量計(jì)準(zhǔn)確好用;空氣中攜帶的甲醇;并盡早改造T6放空管線,合理利用T6塔回(4)更換LV271、LV29、LV292為套筒閥或者單座閥盡量收尾氣中的甲醇將甲醇損失降低到最少。避免使用蝶閥,并去掉各膨脹節(jié)用短管代替(實(shí)踐證明膨脹節(jié)沒有多大實(shí)際作用,現(xiàn)在大多設(shè)計(jì)中都已去掉);3結(jié)語(5)更換各過濾器濾網(wǎng)精度,充分發(fā)揮過濾器作用,為裝置低溫甲醇洗凈化工藝發(fā)展到今天已經(jīng)很是成功但是隨著長周期運(yùn)行保駕護(hù)航。根據(jù)其他廠家運(yùn)行情況建議更改為:S1規(guī)模擴(kuò)大化在各廠運(yùn)行過程中仍有新問題在不斷暴露這就需(10um),S2(20um),S3(100um);要我們共同研究解決方案使該工藝日臻完善,使我(6)由于硫回收設(shè)計(jì)氣量為70Nm3/h,而一期酸性氣量們的裝中國煤化工明運(yùn)行。約600Nm3/h,二期原設(shè)計(jì)流觸569Nm3/h(濃度35%),而現(xiàn)在CNMHG濃度為3%左右核算氣量約7000Nm/h(按滿負(fù)荷20萬Nm/h變換氣流量,0.1%H1S計(jì))。可見硫回收已滿足不了實(shí)際生產(chǎn)[1]朱世勇環(huán)境與工藝氣體凈化技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社需求但如果改擴(kuò)建則顯得改造費(fèi)用太大。根據(jù)現(xiàn)有裝置特點(diǎn),2001:207-231