第41卷第14期廣州化工Vol 41 No 142013年7月Guangzhou Chemical IndustryJuly 2013低溫甲醇洗凈煤氣總硫超標(biāo)的問題分析及解決喬景紅(河南煤氣化公司義馬氣化廠,河南義馬472300)摘要:針對低溫甲醇洗系統(tǒng)中凈煤氣中總硫超標(biāo)的問題,采用人、機(jī)、料、法、環(huán)的方法對低溫甲醇洗系統(tǒng)進(jìn)行分析分析出13個未端因素,對這13個未端因素進(jìn)行一一分析和確認(rèn),找出影響總硫超的3個主要原因,并對主要原因制定相應(yīng)的措施,使凈煤氣中的總硫含量達(dá)到設(shè)計值以內(nèi),解決了凈煤氣中總硫超標(biāo)的問題。關(guān)鍵詞:凈煤氣;總硫超標(biāo);解決中圖分類號:TQ546.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1001-9677(2013)14-0184-03Analysis and Solving the Problem of Excessive Total Sulfur Content in Purified GasQIAO Jing -hongHenan Coal Gas Group Co., Ltd, Yima Gasification Plant, Henan Yima 472300, China)Abstract: For the problem of excessive total sulfur content in purified gas in low temperature methanol washingsystem, the detail analysis of the low temperature methanol washing system by using the method of man, machine, andmaterial was carried out. The 13 factors were found out and 3 major causes of total sulfur excess were obtained, and thecorresponding measures against it were proposed. Some advices about how to ensure that the total sulfur content in thesetting within were put forward. In this way, the problem of excessive total sulfur content was solved.Key words: purified gas; excessive total sulfur content; solveCO2,并濃縮H2S;K05塔是熱再生塔,主要將H2S濃縮塔的流程簡介甲醇液經(jīng)過加熱使H2S再生出來,再生后的精甲醇作為CO2吸我廠低溫甲醇洗裝置主要采用德國魯奇低溫甲醇洗的9塔收塔的吸收液,以保證凈煤氣指標(biāo)達(dá)到設(shè)計值。工藝流程,主洗系統(tǒng)采用的是5塔流程,如圖1所示。2問題現(xiàn)狀及調(diào)查分析去火炬2012年8月份開始,凈煤氣中的總硫含量開始超標(biāo),平均值甲醇貧液*最高達(dá)1.6mg/kg,連續(xù)5個月,凈煤氣中的總硫的合格率也由10%降到60%,凈煤氣中的總硫含量高,不僅不符合城市煤氣用氣標(biāo)準(zhǔn),而且對甲醇合成裝置催化劑有毒害作用,加快催化劑老化,解決凈煤氣中總硫含量超標(biāo)問題,提高凈煤氣合格率,成為我們必須要解決的問題。凈煤氣中總硫含量如圖2所示。一合格值平均值圖!低溫甲醇洗主洗系統(tǒng)工藝流程簡圖Fig. 1 The main wash process flow diagram of RectisolK01(H2S吸收塔)塔和K02(CO2吸收塔)塔是將從氣化過圖2凈煤氣中總硫含量趨勢圖來的粗煤氣中的CO2、H2S、有機(jī)硫、HCN、石腦油、水以及Fig. 2 The trend graph of total sulfur content in purified gas排合彼氣中盒計手03mK2是C。3問題原「凵中國煤化工閃蒸塔,是將吸收完CO2的甲醇經(jīng)過閃蒸再生釋放出CO2,得根據(jù)如上CNMHG法、環(huán)的方法對凈到貧甲醇吸收液;K04塔是H1S濃縮塔,該塔主要是閃蒸出煤氣中H2S進(jìn)行分析,即從人員、設(shè)備、物料、方法、環(huán)境這作者簡介:喬景紅(1973-),女,工程師,本科,1997年畢業(yè)于青島化工學(xué)院化工工藝專業(yè),現(xiàn)從事煤制氣凈化工程技術(shù)工作。第41卷第14期喬景紅:低溫甲醇洗凈煤氣總硫超標(biāo)的問題分析及解決五個方面進(jìn)行分析,人和法由于目前操作人員都為5年以上的工藝氣中的硫吸收不掉,使凈煤氣中的總硫超;該因素是引起老主操,技術(shù)水平及操作規(guī)程的執(zhí)行,應(yīng)該沒有問題,可排除凈煤氣中總硫超的主要原因在外,從機(jī)、料、環(huán)這三面進(jìn)行分析,如表1所示。(2)在最高負(fù)荷時,K01塔的操作壓差在60kPa,還沒達(dá)到設(shè)計值70kPa,不是Kl塔的原因3。表1凈煤氣中H2S含量超標(biāo)原因分析(3)如果預(yù)洗段的甲醇帶入主洗段,甲醇中將會有油出Table 1 Cause Analysis of excessive hydrogen sulfide in purified四s現(xiàn),通過取甲醇兌人一定比例的脫鹽水看,甲醇中并沒有油分名稱原因引起原因的因素離出來,所以KO1塔板漏不是引起凈煤氣中總硫超的原因。貧富液換熱器W12貧富液換熱器W12(4)按操作規(guī)程,車間下發(fā)甲醇循環(huán)量和粗煤氣負(fù)荷匹配換熱效果不好未定期清洗表,并讓操作工嚴(yán)格執(zhí)行,所以不是循環(huán)不匹配引起凈煤氣中01塔精餾效果差總硫超的原因。設(shè)備從K01塔排放出去塔長時間未清洗(5)提高熱再生塔的塔底溫度,使塔底溫度大于99℃,分析壓差高,影響吸收3硫化氫未達(dá)到設(shè)計指標(biāo)出K06塔底精甲醇的含硫量,為40mg/L,不影響總硫的吸收。K0l塔預(yù)洗段的K0l塔預(yù)洗段與(6)系統(tǒng)中甲醇水含量都小于2%,所以甲醇中的水含量甲醇帶入主洗段主洗段的塔板內(nèi)漏不影響甲醇對粗煤氣中的總硫的吸收,所以甲醇中的水含量不是引起凈煤氣中總硫超的主要原因。甲醇的循環(huán)量不匹配CF021、CFO4l、CF061(7)粗煤氣中含塵量偏高,造成低溫甲醇洗裝置的換熱器未按設(shè)計值匹配和再釜器堵塞,影響換熱效果,使甲醇溫度升髙,再生能力下去K02塔吸收的精甲醇的降;粉塵和焦油的帶入,改變塔的精餾狀況,使預(yù)洗系統(tǒng)操作精度不夠,含硫量高K05塔的再生效果較差彈性小,負(fù)荷加不起來,甲醇置換量小;因此是引起總硫超的個主要原因。系統(tǒng)甲醇中水含量較高預(yù)洗量小或出K09塔的甲醇中的水含量高(8)氨高溫下在K05塔易生成硫化銨,但硫化銨在低溫的系統(tǒng)粉塵、煤塵及雜質(zhì)含量高媒質(zhì)成份的改變,使粗煤氣條件下分解生成氨和硫化氫,所以從K5去K02塔的精甲醇在中帶有大量的粉塵和焦油K02塔的低溫下,硫化銨分解釋放出氨和硫化氫,引起凈煤氣物料甲醇中氨含量高粗煤氣中的氨含量較高(2中的硫超。分析W4處排放氣中的氨含量小于15mg/L,系統(tǒng)甲醇氨含量不是影響因素21。系統(tǒng)中氧含量高氣體氮中氧含量高及粗煤氣中氧含量高{21(9)系統(tǒng)中的氧的存在,使含硫物質(zhì)氧化,甲醇顏色變黃,有硫單質(zhì)析出,且氧含量高,可以氧化設(shè)備,生成羰基P7泵到P06泵入口污甲醇串入精甲醇鐵,堵塞設(shè)備,使設(shè)備換熱效果差,引起總硫超,經(jīng)分析氣體W12內(nèi)漏W17內(nèi)漏氮由原先的純氮改成污氮,氧含量在4%~5%之間,氧的存在53CP006壓差表內(nèi)漏是引起凈煤氣中總硫超的一個主要原因2。粗煤氣串人凈煤氣53CR012壓差表內(nèi)漏(10)經(jīng)排查和分析,污甲醇沒有串入精甲醇,設(shè)備不漏WoI內(nèi)漏、W03內(nèi)漏所以該項不是引起凈煤氣中總硫超的主要原因。負(fù)荷波動頻繁循環(huán)量難以匹配(11)通過對壓差表的隔離,以及W01、W03進(jìn)出口凈煤環(huán)境超出精餾塔吸粗煤氣中的硫含量太高及收氣的分析,設(shè)備及壓差表不漏該項不是引起凈煤氣中總硫超的H2S的設(shè)計能力原因。(12)粗煤氣一直比較穩(wěn)定,負(fù)荷波動不大,此項也不是引起凈煤氣中總硫超的原因4要因確定(13)粗煤氣中的總硫小于設(shè)計值0.5%,所以該項不是主要原因。對于以上原因進(jìn)行逐一排查分析如下:根據(jù)以上原因分析,主要原因為:1、7、9項。(1)經(jīng)調(diào)查,貧富液換熱器W12已兩年沒清洗,換熱效果差,使出W2的精甲醇的溫度較高,大部分冷量損失,導(dǎo)致5制定對策1表2針對要因制定對策表Table 2 Countermeasures for related reasons主要原因?qū)Σ吣繕?biāo)措施經(jīng)調(diào)查,貧高液換熱哭器W2已兩年沒清洗,換熱效果差,影響濃縮塔的列入機(jī)會檢修停一套進(jìn)行清活較低時檢修后,出換熱氣中的精甲醇的溫度降低,接近設(shè)計值,有利于對換熱器打壓、清洗總硫吸收,導(dǎo)致排放氣中的總硫超工藝中的總硫的吸收系統(tǒng)粉塵、煤塵及雜質(zhì)含量高期大相氣噴浙的水洗親低換熱的城VL中國煤化工粗媒氣洗滌量略大清洗的次數(shù);清洗再沸器統(tǒng)負(fù)荷,增大甲甽CNMHG每月一清系統(tǒng)中氧含量高降低粗煤氣及氣體氮中的氧使進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)的氧含量將氣體氮由污氮改成99%的純含量<0.5氮廣州化工013年7月6對策實施降低,甲醇的顏色也明顯變淡。換熱器也不再堵塞,換熱效率也提高。針對這幾項采取了如下措施通過以上這些對策的實施,凈煤氣中的總硫得到了明顯的(1)2012年11月20日根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷,對W12換熱器進(jìn)行降低,效果如圖3。清洗,打壓試漏,清洗后,效果見表3。表3貧富液換熱器清洗前后溫度對照表0.3→合格值一平均值able 3 Temperature contrast of before and aftercleaning the Rich and poor fluid heat exchanger世貧富液換熱貧富液換熱貧富液換熱貧富液換熱時間器管程進(jìn)口器管程出口器殼程出口器殼程進(jìn)口溫度/℃溫度/℃溫度/℃溫度/℃圖3凈煤氣中總硫含量趨勢圖Fig 3 The trend graph of total sulfur content in purified gas平均值(清洗前)-50.2平均值(清洗后)-49.498.68結(jié)論換熱器清洗后,經(jīng)貧富液換熱器的殼程的溫度平均降了本文根據(jù)低溫甲醇洗工藝流程,通過采用人、機(jī)、料15℃,換熱效果明顯增加,冷量損失減少,并且吸收劑的溫度、環(huán)的分析方法,找到了凈煤氣中的H2S含量超標(biāo)問題的原降低,有利于甲醇對粗煤氣中總硫的吸收,避免硫化物帶入凈因所在,并根據(jù)原因制定出相應(yīng)的對策,如清洗W12、清洗過煤氣中12濾器、再沸器及降低進(jìn)入系統(tǒng)中的氧含量等,解決了凈煤氣中(2)針對系統(tǒng)粉塵、煤塵及雜質(zhì)含量高的問題,車產(chǎn)聯(lián)系的H2S含量超標(biāo)問題,不僅生產(chǎn)出了合格的城市煤氣,也提高生產(chǎn)部加大粗煤氣的洗滌量,并由凈化監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)粗煤氣的水甲醇合成裝置催化劑使用壽命。洗滌量低于設(shè)計值,及時聯(lián)系總調(diào),協(xié)調(diào)氣化增加水洗滌量,對于預(yù)洗過濾器和再沸器的清洗,車間建立過濾器和再沸器清參考文獻(xiàn)洗臺帳,通過這一系列措施的實施,脫硫塔的預(yù)洗量由原先的[1邢文英QC小組活動指南M北京:中國杜會出版社,2005630.8m3/h增加到1.5m3/h。預(yù)洗量的加大,甲醇置換量增加(3)將K03塔和K4塔的氣體氮由污氮改成9.9%的純[2]付長亮張愛民現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:157-169氮,使進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)的氧也由4%降到0.4%,氧含量的(3]陳敏恒,化工原理(第三版:下冊)M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:1-98(上接第173頁)次彎曲應(yīng)力P和二次彎曲應(yīng)力Q,MEM+BEND為P+P+符,結(jié)論合理。Q,單位均為MPa。應(yīng)力線性化結(jié)果如表1。(2)對于危險截面的應(yīng)力線性化,得到沿路徑均勻分布的根據(jù)JB4732-1995的規(guī)定,PL許用極限為15倍的許用薄膜應(yīng)力和線性化分布的彎曲應(yīng)力,彎曲應(yīng)力在截面兩側(cè)達(dá)到應(yīng)力強(qiáng)度,P1+P+Q為3倍許用應(yīng)力強(qiáng)度3。由于對于局部最大,中心基本為0。應(yīng)力分布情況正確結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分析和評定,應(yīng)力分類和應(yīng)力評定方法應(yīng)符合(3)最大P值164.8MPa出現(xiàn)在接管上,小于許用極限JB4732的規(guī)定,材料的設(shè)計應(yīng)力強(qiáng)度按GB02對應(yīng)材料的許175.5MPa;同時P+P+Q最大值294.IMPa出現(xiàn)在筒體處,用應(yīng)力確定。由于路徑1和路徑4為筒體上的路徑,用于筒小于許用極限351MPa。證明結(jié)構(gòu)滿足分析設(shè)計的強(qiáng)度要求體局部應(yīng)力的分析;而路徑2和路徑3則用于接管局部應(yīng)力的(4)結(jié)果顯示,路徑2和3的應(yīng)力值大于路徑1和4的數(shù)分析。對于筒體而言,P1最大為51.9MPa小于許用極限值,表明設(shè)備危險區(qū)域位于接管上。路徑2的數(shù)值有大于路徑180MPa,P1+P+Q最大為2021MPa小于許用極限3MPa。3的數(shù)值,表明接管上軸力方向與彎矩方向作用效果同向時最接管上P1最大為1648MPa小于許用極限1755MPa,P+P為危險。+Q最大為2941MPa小于許用極限351MPa。因此結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。參考文獻(xiàn)[]余偉偉高炳軍 ANSYS在機(jī)械和化工設(shè)備中的應(yīng)用[M].北京:中3結(jié)論國水利水電出版社,2007:3-5[2]李世玉壓(1)在接管與筒體連接的不連續(xù)區(qū)域,應(yīng)力強(qiáng)度極值為(3]鋼制壓力H中國煤化工址,20014-146995[S].1995:15-18590.73MPa,此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于遠(yuǎn)離不連續(xù)區(qū)域時的應(yīng)力強(qiáng)度。這[4]壓力容器CNMHG說明由于結(jié)構(gòu)的不連續(xù)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中,且應(yīng)力集中最嚴(yán)重的部位出現(xiàn)在了筒體和接管外側(cè)的焊縫連接處,與工程經(jīng)驗相