2006年10月Oct.2006第29卷第5期arge Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 29 No 5低溫甲醇洗裝置冷量優(yōu)化措施張海軍趙晉王強(qiáng)(大化集團(tuán)有限責(zé)任公司合成氨廠遼寧大連,J16032)擴(kuò)要針對低溫甲醇洗冷量不足問題進(jìn)行系統(tǒng)分析査找原因并提岀解決方案。關(guān)鍵詞低溫甲醇洗冷量解吸制冷中圖分類號:Q11.26文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號:002.578x2005-031303大化集團(tuán)有限責(zé)任公司合成氨裝置凈化工藝1低溫甲醇洗的冷量來源采用的是林德公司低溫甲醇洗工藝”,該工藝為如表1冷量來源⑩循環(huán)冷卻水。利用32℃步法吸收H2S、CO2的六塔聯(lián)合流程凈化吸收循環(huán)水通過循環(huán)水冷卻器(FO51)換熱為再生后設(shè)計溫度為-55℃。在凈化原料氣的同時,為聯(lián)的貧甲醇供冷;低壓液氨蒸發(fā)在-30kPa條件堿工藝提供CO。自開車以來低溫甲醇洗裝置下利用液氨蒸發(fā)通過3臺換熱器分別對甲醇吸收在高溫季節(jié)冷量不足問題表現(xiàn)十分明顯,成為制塔上塔中段抽岀的甲醇及甲醇熱再生塔尾氣進(jìn)行約生產(chǎn)負(fù)荷的瓶頸其中吸收溫度最高達(dá)-47℃,冷卻低溫空氣,通過風(fēng)冷器(EO519A/B)為甲生產(chǎn)負(fù)荷僅可維持在η0%左右)經(jīng)過幾年的摸醇熱再生塔尾氣提供冷量邇④低溫液氮洗富余冷索生產(chǎn)實踐得岀了一定的成功經(jīng)驗使問題基本量(-58℃合成氣)返回低溫甲醇洗:吸收CO2得到解決。等雜質(zhì)氣體的富甲醇降壓解吸制冷表1供冷情況來源換熱設(shè)備熱設(shè)備位號循環(huán)冷卻水循環(huán)水冷卻器645.6液氨蒸發(fā)液氨冷卻器E0502/E0506/E0515325.6/890.4/133.5低溫空氣風(fēng)冷E0519A/B1820600*合成氣合成氣冷卻器EO518/E0505/E0501共計2567CO2、H2S解吸循環(huán)氣閃蒸罐/甲醇閃蒸罐/二氧化碳解吸塔/汽提塔D503/O502/T℃502/05032裝置冷損情況及原因分析加了油分離器但液氨帶油仍然存在大量潤滑油1)保冷效果差。裝置設(shè)計操作條件為25℃,隨液氨進(jìn)入氨冷器隨著氨的蒸發(fā)而逐漸積存在最高為30℃但大連地區(qū)夏季30℃以上氣溫天氣換熱器內(nèi),附著在U"型管外表面,從而增加熱要持續(xù)1~2個月。從現(xiàn)場冷區(qū)塔、罐、管線等低阻、大大降低換熱效率點滴水現(xiàn)象可判斷冷損情況比較嚴(yán)重。利用大連高溫對E0519A/B影響最為直接,大量甲醇理工大學(xué)低溫甲醇洗模擬軟件RS96″版進(jìn)行計蒸汽〔甲醇熱再生塔尾氣)不能冷凝回流而后帶,算結(jié)果表明設(shè)備表面平均冷損在75W/m2以上,經(jīng)過液氨冷卻器(F0515逅才冷凝下來致使汽液冷損總量相當(dāng)于氨冷負(fù)荷的20.7%而設(shè)計冷損分離罐(D5σ7)位不穩(wěn)過高時有可能觸動聯(lián)鎖只為氨冷負(fù)荷的5.5%左右。開關(guān)從而影響到循環(huán)氣壓縮機(jī)的運行。2)各換熱器的工況異常。由于設(shè)備泄漏等原因常導(dǎo)致全廠循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)惡化細(xì)菌、濁度收稿日期:006-05-15收到修改稿日期2006-08-31等指標(biāo)上升、pH值不穩(wěn)定使E05內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)士學(xué)位工程師現(xiàn)在大化集團(tuán)有限責(zé)3142006年第29卷)CO2解吸制冷效果不好。在所有冷量來源中CO,解吸制冷是低溫甲醇洗冷量的主要來液氨冷卻器「源經(jīng)過與設(shè)計值核對發(fā)現(xiàn)二氧化碳解吸塔汽提閃蒸量較低、甲醇熱再生塔因超壓而使蒸汽量加一低壓N2不上、塔頂酸性氣體組分中CO,含量較設(shè)計值要油分離罐高10%以上。液氨導(dǎo)淋廢油排放根據(jù)以上幾種現(xiàn)象可以判斷出大量的CO2因圖1氨冷器排油裝置為操作工藝參數(shù)不合理沒有在冷區(qū)內(nèi)解吸而是3)更換部分保冷材料3。利用大連理工大隨著甲醇進(jìn)入熱再生系統(tǒng)升溫后,才徹底釋放岀學(xué)低溫甲醇洗模擬軟件RP96″對整套設(shè)備進(jìn)行來這樣不但沒有起到制冷的作用還增加了甲醇溫度模擬計算結(jié)果表明冷區(qū)甲醇洗滌塔、二氧熱再生塔和循環(huán)氣壓縮機(jī)負(fù)荷?；冀馕?、汽提塔3塔冷損率在120W/m2以上二氧化碳解吸塔CO,入甲醇冷卻器管線及換3解決措施熱器整體部分冷損率在266W/m2,甲醇泵1)解決循環(huán)水水質(zhì)惡化、換熱器結(jié)垢問(Po502AB、P∽503A/B)入口處在170W/m2。針題1]。停車時對全廠循環(huán)水換熱器徹底查漏,并對這些冷損嚴(yán)重的部分重新進(jìn)行保冷效果衡次性處理。清理循環(huán)水池底污泥針對細(xì)菌對算2]換之以新型保冷效果更好的材料使冷損量原殺菌劑21有一定抗藥性而影響殺菌效果的問降低12.6%。題采用定期更換殺菌劑或配合使用的方法同時4)增加1臺循環(huán)水冷卻器。吸收HS、CO增加旁濾池過濾量盡可能降低濁度。另外利用的富甲醇經(jīng)減壓、汽提再生后進(jìn)入熱再生塔加熱高壓水槍對Eo51l管程污垢進(jìn)行清理對部分換精餾,徹底脫除吸收氣體。酸性混合氣經(jīng)熱效果不理想的換熱器毎年進(jìn)行1次化學(xué)清洗。E0519A/B冷卻大部分甲醇由分離罐分離后回流2)增加氨冷器排油儲罐。針對液氨帶油問至熱再生塔。氣溫較高時Eo519AB供冷不足及題增加排油儲罐如圖1所示。將氨冷器底部液甲醇蒸汽后帶經(jīng)硫化氫餾分冷卻器、甲醇冷凝器氨導(dǎo)淋接一儲罐將氨冷器液位計高低點與儲罐〔ε∞515)完全冷卻,下落到分離罐。因該罐容積很相連罐體設(shè)有低壓N2接口及壓力表底部有油小底部去汽提塔管線較細(xì)(38.1mm),排液不及排放口。氨冷器正常投用時打開底部導(dǎo)淋液位時引起液面上漲,達(dá)到聯(lián)鎖值導(dǎo)致循環(huán)氣壓縮機(jī)計高低點閥門與儲罐連通定期(2~3d或視使用自動停車而壓縮機(jī)停車又會引起甲醇熱再生塔情況而定)關(guān)閉上述3個閥門通入低壓N2將分波動,甲醇再生不徹底,吸收效果下降最終導(dǎo)致離下的油從罐底排放囗排岀排油完畢關(guān)閉低壓甲醇全系統(tǒng)惡化。為解決這一問題增設(shè)了1臺N2恢復(fù)到積油狀態(tài)。這樣就可以不停車狀態(tài)下水冷器E0519(其能力為滿負(fù)荷條件下可以單獨間斷排油從而達(dá)到增加氨蒸發(fā)供冷能力。另外,使用)與原風(fēng)冷器并聯(lián)使用便于操作,既可以使在停車檢修期間用高壓N對氨冷器殼程進(jìn)行吹甲醇再生平穩(wěn)進(jìn)行又減少了換熱不充分造成的掃大大降低了甲醇系統(tǒng)開車?yán)鋮s降溫時間。冷量損失。流程如圖2。界區(qū)外冷卻器確化氫餾甲醇水c分冷卻器分離塔壓編機(jī)二氧化碳D507低壓冷凝液液氨圖2新增水冷器相關(guān)流程第5期張海軍等,低溫甲醇洗裝置冷量優(yōu)化措施315提塔保壓閥即使在全開狀態(tài)下壓力仍在70kPa限制甲醇熱再生塔操作壓力必須在300kPa以上。左右,雖然維持二氧化碳解吸塔和汽提塔間甲醇后來經(jīng)過部分保壓系統(tǒng)改造將二氧化碳解吸塔輸送壓差設(shè)計值為80kPa,但實際生產(chǎn)中壓差低增加1個保壓閥來進(jìn)行單獨保壓這樣就可以降于110kPa時甲醇循環(huán)就會中斷。所以不降低汽低二氧化碳洗滌塔操作壓力從而使降低甲醇再提塔壓力就不可能降低二氧化碳解吸塔操作壓生塔操作壓力成為可能,由于操作壓力降低使得力(始終在190kPa左右設(shè)計值高限180kPa)甲醇沸騰溫度相應(yīng)降低隊從而減少塔底再沸器低另外還可通過增加CO2飽和度來增強(qiáng)解吸壓蒸汽投用量減少向甲醇系統(tǒng)的熱量輸入。相制冷能力。欲提高甲醇中CO,飽和度就得減少應(yīng)部分對比關(guān)系見表3。洗滌甲醇量但前提是保證凈化氣中CO,不超標(biāo),表3操作壓力與溫度及蒸汽用量對照所以首先要解決的問題是提高甲醇的吸收能力。操作壓力/kPa工藝調(diào)整思路為增加入甲醇/水分離塔的甲醇量,甲醇沸騰溫度/℃109.1107.1104.6101.7具體操作改動為增加防凍注射甲醇量(FO5005)低壓蒸汽用量/kgh541253445253增加熱再生塔去甲醇/水分離塔甲醇量(FO5009),7)加強(qiáng)液氮洗工序操作提高向甲醇洗工序減少入塔洗滌水量(F05023)在廢水中甲醇含量供冷能力。在保證液氮洗冷箱內(nèi)不過冷、排液暢不超標(biāo)前提下降低甲醇/水分離塔塔板溫度(控制通無阻、洗滌塔差壓在正常范圍、燃燒氣中CO、點m5029),以減少甲醇/水蒸氣中平衡水量,設(shè)CH4含量在允許范圍內(nèi)的前提下合理調(diào)整粗配計參數(shù)及調(diào)整前后參數(shù)對比如表2氮及精配氮用量盡量在冷箱內(nèi)實現(xiàn)合成氣配氮表2工藝參數(shù)對比過程降低冷箱內(nèi)各物流溫度從而達(dá)到提高對甲參數(shù)F05005/F05009/T05029/F05023/P05044醇洗工序供冷量能力的目的。設(shè)計值>4501800138-1433500240-330原操作值4實施效果3500調(diào)整后1800以上7項措施實施后經(jīng)過高溫季節(jié)檢驗效調(diào)整后甲醇含水量(設(shè)計值小于2%從1%果顯著在85%以上生產(chǎn)負(fù)荷條件下甲醇吸收溫降至0.2%左右使吸收能力大大加強(qiáng)在85%左度可維持在-58.5℃(設(shè)計值-55)多向外界右負(fù)荷條件下洗滌甲醇量較設(shè)計值可降低20%,提供CO2產(chǎn)品3500kgh,按參照文獻(xiàn)[4]提供經(jīng)增加富甲醇中CO,飽和度有利于解吸制冷。驗公式計算循環(huán)氣壓縮機(jī)負(fù)荷可減少18.66)對部分保壓系統(tǒng)改造適當(dāng)降低甲醇再生并且生產(chǎn)裝置可以在高溫季節(jié)穩(wěn)定高效運行。塔操作壓力(P05044)。在原工藝流程設(shè)計中二氧參考文獻(xiàn)化碳洗滌塔和解吸塔由1個保壓閥進(jìn)行保壓。為1索振莉·工業(yè)水處理J99X5)19了保證甲醇循環(huán)差壓(二氧化碳解吸塔與汽提塔2朱志良張冰如,蘇耀東等,工業(yè)水處理200202)20間凄求上述2塔壓力必須維持在185kP左右,3譚天題,本熙,丁惠華化工原理,北京化學(xué)工業(yè)出版社而甲醇熱再生塔與二氧化碳洗滌塔間物料靠差壓4朱圣東鄧建吳家聲,無油潤滑壓縮機(jī),北京機(jī)械工業(yè)輸送這個差壓值必須保持在125kPa以上,由此出版社2001COLD ENERGY OPTIMIZATION MEASURESFOR RECTISOL PLANTZhang Haijun ,Zhao Jin and wang QiangC Ammonia Plant of Dahua Group Co., Ltd, Dalian, 116032)Abstract Aimed at the shortage problem of cold energy of rectisol plant made comprehensiveanalysis found out reasons and proposed solutionsey words rectisol, cold energy, desorption for refrigeration