2006年10月Oct,2006第29卷第5期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 29 No 5低溫甲醇洗裝置冷量?jī)?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A16032)擴(kuò)要針對(duì)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(hào):rQ113.26文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào):1002-578x200605-0313-03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(lái)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(lái)源:循環(huán)冷卻水。利用32℃步法吸收HS、CO3的六塔聯(lián)合流程凈化吸收循環(huán)水通過(guò)循環(huán)水冷卻器(EO511)換熱為再生后設(shè)計(jì)溫度為-55℃。在凈化原料氣的同時(shí),為聯(lián)的貧甲醇供冷②低壓液氨蒸發(fā)在-30kPa條件堿工藝提供CO。自開車以來(lái)低溫甲醇洗裝置下利用液氨蒸發(fā)通過(guò)3臺(tái)換熱器分別對(duì)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(guò)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(guò)幾年的摸醇熱再生塔尾氣提供冷量;④低溫液氮洗富余冷索生產(chǎn)實(shí)踐得出了一定的成功經(jīng)驗(yàn)使問題基本量(-58℃合成氣)返回低溫甲醇洗;吸收CO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(lái)源換熱設(shè)備換熱設(shè)備位號(hào)供冷量/kW循環(huán)冷卻水循環(huán)水冷卻器液氨蒸發(fā)液氨冷卻器E0502/E0506/E0515325.6/890.4/133.5低溫空氣風(fēng)冷器60*合成氣合成氣冷卻器EO518/E0505/E0501共計(jì)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D0503/D0502/T0502/105032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(rùn)滑油1)保冷效果差。裝置設(shè)計(jì)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(gè)月。從現(xiàn)場(chǎng)冷區(qū)塔、罐、管線等低阻、大大降低換熱效率。點(diǎn)滴水現(xiàn)象可判斷冷損情況比較嚴(yán)重。利用大連高溫對(duì)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RPS96"版進(jìn)行計(jì)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(guò)液氨冷卻器(F0515才冷凝下來(lái)致使汽液冷損總量相當(dāng)于氨冷負(fù)荷的20.7%而設(shè)計(jì)冷損分離罐(D0507)液位不穩(wěn)過(guò)高時(shí)有可能觸動(dòng)聯(lián)鎖只為氨冷負(fù)荷的5.5%左右。中國(guó)煤化工機(jī)的運(yùn)行2)各換熱器的工況異常。由于設(shè)備泄漏等YH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2006-05-15妝收到修改稿日期2006-08-31。等指標(biāo)上升、pH值不穩(wěn)定,使E0511內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)作者簡(jiǎn)介張海軍男,1976年生。2000年畢業(yè)于吉林化工學(xué)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)有限重總傳熱系數(shù)只有設(shè)計(jì)值的35.5%任公司合成氨廠從事低溫甲醇洗及低溫液氮洗工序工藝管理液氨系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造后雖然在低壓冰機(jī)出口增工作。曾發(fā)表論文10余篇。聯(lián)系電話411868921653142006年第29卷3)CO2解吸制冷效果不好。在所有冷量來(lái)源中CO,解吸制冷是低溫甲醇洗冷量的主要來(lái)液氨冷卻器□源經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)值核對(duì)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低壓N不上、塔頂酸性氣體組分中CO,含量較設(shè)計(jì)值要濟(jì)分離罐高10%以上。液氨導(dǎo)淋一廢油排放根據(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RPS96″對(duì)整套設(shè)備進(jìn)行來(lái)這樣不但沒有起到制冷的作用還增加了甲醇溫度模擬計(jì)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120wm2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)垢間(Po502AB、P503A/B)入口處在170W/m2。針題1。停車時(shí)對(duì)全廠循環(huán)水換熱器徹底查漏,并對(duì)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(duì)細(xì)菌對(duì)算21換之以新型保冷效果更好的材料使冷損量原殺菌劑2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(shí)4)增加1臺(tái)循環(huán)水冷卻器。吸收H,S、CO增加旁濾池過(guò)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(duì)Eo51l管程污垢進(jìn)行清理對(duì)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每年進(jìn)行1次化學(xué)清洗。E0519AB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(chǔ)罐。針對(duì)液氨帶油問至熱再生塔。氣溫較高時(shí)E0519A/B供冷不足及題增加排油儲(chǔ)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(chǔ)罐將氨冷器液位計(jì)高低點(diǎn)與儲(chǔ)罐〔F?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)(38.1m),排液不及排放口。氨冷器正常投用時(shí)打開底部導(dǎo)淋液位時(shí)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(jì)高低點(diǎn)閥門與儲(chǔ)罐連通定期(2~3d或視使用自動(dòng)停車而壓縮機(jī)停車又會(huì)引起甲醇熱再生塔情況而定)關(guān)閉上述3個(gè)閥門通入低壓N2將分波動(dòng)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(tái)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p519其能力為滿負(fù)荷條件下可以單獨(dú)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N2對(duì)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(shí)間。冷量損失。流程如圖2。界區(qū)外冷卻器確化氫餾分離塔壓縮機(jī)碳中國(guó)煤化工CNMHGPe510A/B低壓冷凝液液氨圖2新增水冷器相關(guān)流程5)增加CO2解吸制冷能力。降低CO2解吸壓力為一種有效的手段。但因設(shè)備固有缺陷汽第5期張海軍等,低溫甲醇洗裝置冷量?jī)?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(lái)經(jīng)過(guò)部分保壓系統(tǒng)改造,將二氧化碳解吸塔輸送壓差設(shè)計(jì)值為80kPa,但實(shí)際生產(chǎn)中壓差低增加1個(gè)保壓閥來(lái)進(jìn)行單獨(dú)保壓這樣就可以降于110kPa時(shí)甲醇循環(huán)就會(huì)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(jì)值高限180kPa)甲醇沸騰溫度相應(yīng)降低,從而減少塔底再沸器低另外還可通過(guò)增加CO2飽和度來(lái)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CO2飽和度就得減少應(yīng)部分對(duì)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(duì)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/kPa330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(dòng)為增加防凍注射甲醇量(FO5005)低壓蒸汽用量/kgh5412534452895253增加熱再生塔去甲醇/水分離塔甲醇量(FO500),)加強(qiáng)液氮洗工序操作提高向甲醇洗工序諴少入塔洗滌水量(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(guò)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(wú)阻、洗滌塔差壓在正常范圃、燃燒氣中CO、點(diǎn)m05029),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(jì)參數(shù)及調(diào)整前后參數(shù)對(duì)比如表2。氮及精配氮用量,盡量在冷箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)合成氣配氮表2工藝參數(shù)對(duì)比過(guò)程降低冷箱內(nèi)各物流溫度從而達(dá)到提高對(duì)甲參數(shù)F05005/F05009T05029F050醇洗工序供冷量能力的目的。設(shè)計(jì)值3500原操作值實(shí)施效果調(diào)整后60以上7項(xiàng)措施實(shí)施后經(jīng)過(guò)高溫季節(jié)檢驗(yàn)效調(diào)整后甲醇含水量(設(shè)計(jì)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-585℃(設(shè)計(jì)值-55℃),多向外界右負(fù)荷條件下洗滌甲醇量較設(shè)計(jì)值可降低20%,提供CO2產(chǎn)品3500kg/h,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(yàn)公式計(jì)算,循環(huán)氣壓縮機(jī)負(fù)荷可減少18.6%6)對(duì)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(yùn)行。塔操作壓力P05044在原工藝流程設(shè)計(jì)中二氧參考文獻(xiàn)化碳洗滌塔和解吸塔由1個(gè)保壓閥進(jìn)行保壓。為1索振莉·工業(yè)水處理19915)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2000202)203譚天恩,麥本熙,丁惠華.化工原理.北京北化學(xué)工業(yè)出版社間腰要求上述2塔壓力必須維持在185kPa左右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(wú)油潤(rùn)滑壓綿機(jī)、北京機(jī)械工業(yè)輸送這個(gè)差壓值必須保持在125kPa以上,由此出版社200COLD ENERGY OPTIMIZATION MEASURESFOR RECTISOL PLANTZhang Haijun ,Zhao JinAmmonia Plant of Dahua Group Ce中國(guó)煤化工CNMHGAbstract Aimed at the shortage problem of cold energy of rectisol plant, made comprehensiveanalysis found out reasons and proposed solutionsKey words rectisol cold energy desorption for refrigeration