2011年2月人瓦做第34卷第1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryLurgi低溫甲醇洗裝置運行中存在的問題與處理對策(中國石化安慶分公司,安徽安慶246002)摘要:Lg低溫甲醇洗裝置是中國石化安慶分公司化肥原料“油改煤”工程的主要生產裝置承擔著粗合成氣的脫硫脫碳任務。介紹Lrg低溫甲醇洗技術,對低溫甲醇洗裝置投產以來運行中暴露的主要問題進行分析對采取的解決措施作了回顧總結。關詞:低溫甲醇洗運行改造中國石化安慶分公司(以下稱安慶石化)化肥塔塔底再生氣(工藝稱為 Claus氣),從而吸收再生原料“油改煤"工程的雙脫(脫HS、脫CO2)單元采氣中的硫組分,使甲醇溶液中的硫組分富集經汽用德國Lrg低溫甲醇洗技術,經過兩年多的工程提氮再次將CO2汽提解吸出來同時將 Claus氣進建設Lrg低溫甲醇洗裝置于206年底建成投一步富集HS。再吸收塔下塔底部的富含HS的甲產。由于多方面原因,投產初期裝置運行中出現(xiàn)系醇送人到甲醇熱再生塔進行閃蒸,在頂部閃蒸的統(tǒng)阻力降大氣相夾帶甲醇嚴重、甲醇精餾效果差含甲醇蒸汽的混合氣經冷卻回收甲醇后經 Claus等問題,裝置總體運行效果不佳。后經過兩輪技術氣加熱器加熱后送出界外。再吸收塔的下塔解吸攻關和整改完善,基本上消除了裝置運行的瓶頸,出的放空尾氣進入尾氣洗滌塔洗滌后排人大氣。滿足了化肥原料“油改煤”工程聯(lián)合裝置高負荷優(yōu)化生產的要求。12流程主要特點低溫甲醇洗單元是用來脫除粗合成氣經耐硫Lurgi低溫甲醇洗技術簡介變換后的CO2和HS,為氨合成單元和煉油加氫裝工藝流程簡述置提供凈化合成氣。裝置流程具有以下主要特點:安慶石化低溫甲醇洗裝置采用Lug一步法①吸收壓力低,處理原料氣量大;②甲醇循環(huán)量脫HS、脫CO2技術。來自變換單元的40℃、30大裝置主要塔的尺寸和機泵功率較大:③采用板MPa粗合成氣(H254%、C004%、C024143%HS式浮閥塔降低系統(tǒng)阻力降/④粗合成氣中硫含量009%)經換熱冷卻后依次進入硫化氫吸收塔和低,采用了硫提濃管線;⑤為減少尾氣中甲醇排二氧化碳吸收塔進行脫HS脫CO2。雙脫后的凈放設置了尾氣洗滌塔回收甲醇?；瘹饨洆Q熱器復熱至32℃送入后工序,其中一部分送往煉油加氫裝置其余部分生產合成氨。富含2裝置整改前后的典型運行工況CO2和HS的甲醇溶液經中壓閃蒸后分別進入再低溫甲醇洗裝置投產初期凈化合成氣在低負吸收塔的上、下塔在上塔塔頂解吸出來的CO2產荷下尚能滿足后序單元生產要求,但甲醇溶液循品送往尿素裝置,下塔底部的甲醇經熱再生后的收稿日期:2010-10-31;收到修改犒日期:201101-14。甲醇回收冷量后再返回下塔底部,塔底上升的閃作者簡介:魏順,男,1968年出生,工程師。1991年安徽大學化學系畢業(yè),現(xiàn)在中國石化安慶分公司從事化肥生產和程項目蒸汽與汽提氮氣一同自下而上通過下塔的塔盤,理工作。聯(lián)系電話056538185m1: ishunagshcsinc甲醇溶液在被汽提的同時,逆流洗滌再吸收塔下∞m。去五做2011年第34卷環(huán)系統(tǒng)雜質多、系統(tǒng)阻力降大、產品CO2和放空尾段。氣大量夾帶甲醇等問題嚴重,制約著裝置高負荷、對低溫甲醇洗裝置工藝氣放空進行核算后優(yōu)化和清潔生產。經過兩輪技術攻關和整改完善,發(fā)現(xiàn)匚藝氣放空閥存在流通面積偏小,致使裝置凈化合成氣各項控制指標均達到設計值,產品CO2開車時變換合成氣不能足量導人系統(tǒng)。為此,利用純度達到設計要求能滿足尿素裝置的生產,同時200年度“油改煤聯(lián)合裝置設備大檢修時,在低也實現(xiàn)了尾氣達標排放。甲醇洗裝置投產初期和溫甲醇洗裝置工藝氣放空閥并聯(lián)增加一個放空副經過改造后的典型下況見表1。閥,以使裝置開車導氣調整時,前工序的變換合成褒1低溫甲醇洗裝置典型運行工況氣可以大氣量一次性導入系統(tǒng),輔之調整甲醇循項目設計值改造前運行值改造后運行值環(huán)量和冰機的負荷與工藝氣量相匹配,能很快建裝置生產負荷/m3h+229640l65478310立吸收和解吸能量的動態(tài)平衡,避免了凈化度的系統(tǒng)阻力降/MPa凈化合成氣,%HS含量<0000100002波動。并聯(lián)放空副閥后從裝置導氣開始到凈化氣cO2含量<002<00202合格只需要2h,大大縮短了裝置導氣調整時間。甲醇含量<0.080070033.2甲醇溶液循環(huán)系統(tǒng)雜質多產品CO2中甲醇含量,%<03低溫甲醇洗裝置投運后運行不到半年的時放空尾氣中甲醇含量,%<019060.19間,甲醇溶液循環(huán)系統(tǒng)臟就開始顯現(xiàn):溶液呈醬油Clau氣中HS含量,%色,甲醇水分餾塔底部排水管線經常出現(xiàn)堵塞甚至在2007年9月曾出現(xiàn)甲醇水分餾塔塔壓差急3存在的主要問題與處理對策劇增加,甲醇洗系統(tǒng)甲醇中水含量逐步上升的情3.1裝置開車導氣調整時間長況。在每次的裝置停工檢修中,均發(fā)現(xiàn)甲醇水分餾低溫甲醇洗裝置在初期開車導氣時,前工序塔底部、廢水換熱器內以及在貧甲醇泵進口過濾耐硫變換裝置出口變換合成氣不能一次性全部導器及部分管線內存積著大量的雜質,甚至發(fā)生甲入系統(tǒng),直至低溫甲醇洗裝置放空閥全開時,耐硫醇水分餾塔塔板堵塞的現(xiàn)象。變換裝置出口放空閥仍有20%的開度。當?shù)蜏丶捉浄治鲇幸韵轮饕?①由于上游催化劑醇洗再生系統(tǒng)的汽提氮氣量、壓力等工藝參數(shù)達粉塵等雜質的帶入;②裝置原始開車時水聯(lián)運時到設計值時,二氧化碳再吸收塔塔底溫度難以達間不夠充分,部分塔內壁及管線內部的鐵銹未清到與負荷相匹配的對應值。吸收系統(tǒng)的甲醇溫度除徹底,隨著裝置的運行,這些雜質被帶至再吸收也難控制在正常范圍內,低溫甲醇洗裝置出口凈塔、甲醇熱再生塔和甲醇水分離塔;③由于空分裝化氣的凈化度出現(xiàn)反復,開車導氣調整時間過長。置原因,汽提氮氣中氧含量偏高,硫化氫與甲醇洗經過對裝置導氣調整過程的詳細分析認為:設備內壁鐵接觸形成硫化亞鐵,進而使設備內壁工藝氣串低溫甲醇洗裝置時,由于導氣時工藝氣的硫化亞鐵氧化生成氧化鐵(鐵銹),從而造成設量小,致使甲醇吸收CO2和HS達不到飽和吸收,備腐蝕加劇嚴重時造成塔板、換熱器的堵塞。不飽和吸收的甲醇進行再生時,產生不了相應的07MPa氮氣沖洗水導淋解吸冷量,甲醇循環(huán)系統(tǒng)的冷量達不到平衡。調整貧信高甲醇過程中采取增加冰機的負荷來建立系統(tǒng)冷量平輔密過濾器衡,維持甲醇循環(huán)的溫度。隨著工藝氣量的加大,甲醇去排放口冰機的調整裕度減少,剛建立的冷量平衡又被打熱再生塔進料泵破,再通過慢慢調整甲醇循環(huán)量和冰機的負荷,建圖1新增臺式反沖洗過濾器立相應的冷量平衡,如此循環(huán)反復,甲醇循環(huán)中冷2008年檢修整改中,在2個貧/富甲醇換熱器量不易建立動態(tài)平衡,引起凈化度的波動。因此,之間管側出口增加了1臺立式反沖洗精密過濾導氣開始時,加大工藝氣量并保證工藝氣一次性器加強甲醇循環(huán)系統(tǒng)的過濾和清洗(見圖1)。隨通過甲醇洗有利于解吸冷量的釋放,促使甲醇循著裝置的運行和過濾器的切出清洗,有效減少了環(huán)中冷量動態(tài)平衡的建立,冷量動態(tài)平衡盡快地甲醇循環(huán)系統(tǒng)中的雜質,改善了甲醇的精餾效果。建立是縮短甲醇洗單元導氣調整時間長的有效手據有關資料介紹,在后來的林德技術中甲醇溶液第1期魏順.Lurg低溫甲醇洗裝置運行中存在的問題與處理對策循環(huán)回路均設置了甲醇過濾器,除去FeS、NS等進再生塔塔頂回流泵泵入口;同時將酸性氣分離固體雜質,防止其在甲醇循環(huán)系統(tǒng)中積累而堵塞器至酸性氣體問收罐液相管線的水平段改為有一設備。定傾斜角度,增加蒸汽伴熱保證甲醇中的HS解3.3裝置系統(tǒng)阻力降大吸出來。整改后再生塔塔頂回流泵氣縛問題得到低溫甲醇洗裝置雙脫系統(tǒng)設計滿負荷時壓差完全解決,增加了甲醇再生系統(tǒng)的操作彈性,甲醇小于0.25MPa。裝置投運初期75%負荷時,系統(tǒng)壓精餾系統(tǒng)工況得到改善。整改前后示意圖見圖2。差就達到03MPa,其中,硫化氫吸收塔壓差表的測量一直處在超量程范圍0-01MPa)。2007年10月油改煤聯(lián)合裝置進行性能標定時,當氣化裝置85%負荷時,甲醇洗系統(tǒng)壓降最高達046MPa,碗分離器化氫吸收塔的壓差在032MPa(換高量程壓力再生塔塔頂回流泵表)約占系統(tǒng)阻力降的69%。可見減少硫化氫吸整改前收塔的壓降是降低系統(tǒng)阻力降的有效手段。冷凝液硫化氫吸收塔是板式浮閥塔,共有88塊塔熱再生塔冷卻器盤。檢修中發(fā)現(xiàn)其中、下部集液箱內雜質較多,浮閥卡澀較為嚴重。為此對該塔的中、下部集液箱進行了清理,并對各層塔板上浮閥進行了振動,修復增氣液分離器后系統(tǒng)壓差略有降低但效果不太明顯。2008年底整改后再生塔話頂回流泵大修期間,將硫化氫吸收塔全部更換為不銹鋼浮圖2熱再生塔塔頂酸性氣體問收罐整改前后流程閥塔盤解決了浮閥卡澀。投后用效果明顯,硫化35凈化氣、產品CO2和放空尾氣夾帶甲醇嚴重氫吸收塔的壓差穩(wěn)定在005MPa,系統(tǒng)壓降穩(wěn)定Lurqi低溫甲醇洗工藝中氣體夾帶主要指凈在020MPa左右。化氣、產品CO2和放空尾氣中夾帶甲醇。安慶石化熱再生塔塔頂回流泵運行過程中氣縛嚴重低溫甲醇洗裝置投產后氣體夾帶的問題很突出裝置開工初期,甲醇熱再生系統(tǒng)工況不穩(wěn)定在開工初期,產品CO2中甲醇含量62%以上;放主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①熱再生塔塔頂?shù)乃峥瘴矚饧状己窟_到12‰,二氧化碳吸收塔凈化性氣體回收罐液位高,酸性氣量過大,塔頂酸性氣氣甲醇含量基本在008‰,偶有超出0.1‰,日損夾帶甲醇嚴重, Claus氣中硫化氡濃度不夠,操作失甲醇量25~30t,占整個甲醇消耗的95%以上。究難度增大;②甲醇熱再生塔塔中部液位波動大,系其原因,主要是塔內氣液分離效果差。為減少氣體統(tǒng)熱負荷調整困難。甲醇再生差,甚至影響到甲醇夾帶造成的甲醇損失,分兩個階段進行整改。吸收的效果。二氧化碳流看計每次開車過程中,再生塔塔頂回流泵經常發(fā)氣產品換熱器生氣縛現(xiàn)象,回流泵出口流量波動造成塔頂分離bass masnk-rtsh器液位忽高忽低,液位過高時引起酸性氣夾帶甲分離罐醇, Claus氣中HS濃度偏低?；亓鞅贸隹诹髁坎▌右鸺状荚偕敾亓髁康淖兓?直接導致塔中部液位的波動,加大了系統(tǒng)熱負荷調整的難去污甲醇去熱再生塔進料系度。經分析,從另一酸性氣分離器回流至酸性氣體圖3產品二氧化碳管線尾氣放空管線增設分離罐流程回收罐的冷甲醇溫度太低(-20℃),當與酸性氣體第一階段,對氣體夾帶的甲醇進行塔外分離回收罐內溫度約40℃的常溫甲醇混合后,造成低回收。2007年8月,在產品二氧化碳和放空尾氣管溫度甲醇溶解了的氣體快速閃蒸,氣液混合是造線增加了4個DN8Omm的導淋閥并引管回收后成再生塔塔頂回流泵經常發(fā)生氣縛的直接原因。甲醇日平均消耗降至14t左右。2007年底大修中,在酸性氣體回收罐液相出口增加了一個分離在二氧化碳再吸收塔上、下塔的產品二氧化碳和器,分離器的氣相返回至酸性氣體回流罐,液相則放空尾氣出氣管線上,分別增設了分離罐進行塔2011年第34卷外二次分離(見圖3),使尾氣和CO2產品氣中的甲再加上折流板除沫器本身面積較小,除沫器不能醇含量降至065‰~0.95‰,甲醇日消耗量也降至發(fā)揮氣液分離的效果。為徹底解決這兩方面的原2-3t,效果顯著。本階段的整改雖有效減少了氣體因,2008年底大修中拆除了再吸收塔下塔塔頂?shù)膴A帶甲醇引起的損耗,但出塔氣體中甲醇含量依4層塔板,增加了下塔氣液的分離空間。同時將二然偏高。氧化碳吸收塔和二氧化碳再吸收塔上、下塔塔頂?shù)诙A段,通過改變塔內分離空間和更換高的折流板除沫器更換成復合高效絲網除沫器。效除沫器解決氣液夾帶問題。在停車檢修中,對二通過兩輪整改完善,低溫甲醇洗裝置3股氣氧化碳再吸收塔內部多次檢查,認為CO2和尾氣體夾帶甲醇問題基本上得到解決。整改后裝置在中甲醇含量高主要是有兩個原因:①二氧化碳再較高的負荷運行工況下,凈化氣中甲醇含量降至吸收塔的上、下塔分離空間不足,主要表現(xiàn)在上塔0.02‰-003‰,CO2產品氣甲醇含量降至03‰,塔頂二氧化碳除沫器距離集液箱提升管的距離太尾氣中的甲醇含量降至018‰左右,尾氣實現(xiàn)了小,造成提升管內上升氣沒有得到充分的分離時達標排放。更換高效除沫器后塔外產品二氧化碳間就進入除沫器內;下塔塔頂尾氣中甲醇含量髙和尾氣分離罐內幾乎看不到甲醇,甲醇回收泵無是因為第87層塔板距離除沫器太近,塔板上升氣須啟動,分離效果明顯。甲醇年消耗降至700t左體進人除沫器就夾帶大量的甲醇液體;②折流板右。既減少了甲醇損失,也改善了下游生產工況并除沫器的分離能力不足,主要表現(xiàn)在二氧化碳和實現(xiàn)了清潔生產。尾氣中設置的折流板除沫器中都沒有導液管,導參考文獻致除沫器分離的甲醇液體未能有效返冋塔內,加[1]汪家銘,低溫甲醇洗工藝技術進展及應用[石化技術上氣體流速快,甲醇液體又重新被帶回除沫器內,2007,14(4):4-8.PROBLEMS IN RUNNING OF LURGI RECTISOL UNITAND COUNTER→ MEASURESWei shun(SINOPEC A nging Branch, Anging 246002)Abstract: Lurgi Rectisol unit is an important one in Anqing's Oil-to-Coal"project to perform boththe de-sulfur and de-carbon from crude syngas Lurgi Rectisol technology is introduced, the main problemsxposed since the start of Rectisol unit running analyzed and the resolution measures adopted reviewed arKey words: Rectisol; running; retrofit(上接第34頁)Zhongyuan Dahua of Henan Provincial Coal-Chemical Group, Puyang 457000)Xiao ChuanhaoAyang Professional Technical institute, Puyang 457000Abstract: HTHP filter is a main ash removal device in Shell coal gasification in which ceramiccartridge as a chief part in HTHP filter plays a key role in good or bad filtration effect this article describesboth the process principle and flows of HTHP filter and explains in particular the precautions ensuring a saferunning of cartridge of HTHP filter and handling of damaged cartridgeKey words Shell coal gasification; HTHP filter; precautions