第28卷第1期天津化工028 No. 12014年1月Tianjin Chemical IndustryJan.2014合成氣氮含量高對液氮洗裝置的影響分析及應(yīng)對措施張衛(wèi)波(天津堿廠合成氛甲醇分廠,天津300000摘要:由于煤氣化爐運(yùn)行時有波動,液氦洗合成氣氪氣含量經(jīng)常升高,時常使出口產(chǎn)品CO含量超標(biāo),引起氨合成塔多次切氣,造成了很大的損失。本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)分析了氮?dú)夂扛呤共僮麟y度加大的原因,并提出了解決方案關(guān)鍵詞:液氮洗;氪含量;超標(biāo);解決措施doi:10.3969jss.1008-1267.201401l中圖分類號:TQ113264文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:1008-1267(2014)01-031-031液氮洗裝置簡介特殊管式合成氣混合器YMIo01中與E04303的凈化氣混合以調(diào)節(jié)產(chǎn)品合成氣中的氫氮比,另一股進(jìn)天津堿廠合成氨甲醇分廠凈化工序采用的是入第二高壓氮深冷器E04303后由氣相變成液相林德液氮洗技術(shù)。液氮洗裝置的分離過程屬于物理進(jìn)入到氮洗滌塔C04301的頂部。在氮洗滌塔過程,沒有化學(xué)反應(yīng)。此過程是利用H2與CO、CH4、C04301中液氮吸收氣體中的Ar,CO和CH4,和一小N2等的沸點(diǎn)相差較大,COCH4的沸點(diǎn)比N2、H2的部分H2o凈化后的合成氣從C04301的塔頂排出。沸點(diǎn)高的特點(diǎn),將CO、CH4從氣相液化溶解到液氮氮洗塔C04301塔底的液體首先進(jìn)入回收氣閃中,從而達(dá)到脫除CO、CH4等氣體雜質(zhì)的目的蒸罐S0430閃蒸,閃蒸出的氣相主要為氫氣(我們來自低溫甲醇洗裝置的合成氣經(jīng)過液氮洗裝稱為“粗氫氣”),粗氫氣依次在E04303、F04302和置的吸附器,以除去合成氣中甲醇和CO2,防止甲醇F04301換熱,回收冷量后返回到低溫甲醇洗的壓縮和CO2進(jìn)人到冷箱中形成固體而堵塞板翅式換熱機(jī)單元K04201進(jìn)行氫氣回收。而閃蒸罐S04301底器。之后進(jìn)入低溫液氮洗冷箱中,在與第一高壓氮部的液相則與液氮混合并為一股,在FO4303中加深冷器F04302和第二高壓氮深冷器E04303換熱熱氣化,隨后進(jìn)入依次進(jìn)入E04302和E04301中加冷卻后進(jìn)入到氮洗滌塔CO4301的底部熱,回收冷量后作為燃料氣離開冷箱,進(jìn)入到燃料來自空分裝置的中壓氮?dú)?設(shè)計(jì)溫度為40℃)氣壓縮機(jī)壓縮,壓縮后送至燃料氣管網(wǎng)。其主要作用為液氮洗滌和為合成氨裝置控制氫氮凈化后的合成氣經(jīng)過E04303換熱后與一股中比,經(jīng)過高壓氮冷卻器E04301、第一高壓氮深冷器EO4302換熱冷卻后,低溫氮?dú)夥譃閮晒?一股進(jìn)入收稿日期:2013-09-13+-++“+-+-“-酸鈉和044kg氫氧化鈉。加入防腐劑后,必須使鹽了氯化鈣溶液作為載冷劑能夠很好的完成熱量交水呈弱堿性(pH=75-8.5),這可通過氫氧化鈉的加換的任務(wù),為我車間產(chǎn)量不斷的提高起到了至關(guān)重入量進(jìn)行調(diào)整。要的作用(3)氯化鈣溶液作為載冷劑在使用過程中,會七水硫酸鎂作為漢沾鹽場的一個新項(xiàng)目,無因吸收空氣中的水分而使其濃度降低。為了防止?jié)庹搹脑O(shè)備到工藝都還需要不斷地摸索改進(jìn),從每度降低,引起凝固點(diǎn)溫度升高,必須定期檢測氯化一個細(xì)節(jié)人毛精求精經(jīng)計(jì)我們自身的探索鈣溶液的比重。若濃度降低,應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充氯化鈣,以和努力,盡中國煤化質(zhì)增產(chǎn)的最保持在適當(dāng)?shù)臐舛?。通過這一階段的使用充分證明佳生產(chǎn)方案CNMHG天津化工2014年1月壓氮?dú)饣旌线M(jìn)行粗配氮,混合后進(jìn)入E04302,出置的氮?dú)夂俊Ｒ簿褪钦f如果1#爐的氮?dú)夂枯^EO4302后分成兩股,一股送往低溫甲醇洗為它提供高,2#爐的氮?dú)夂侩m然很低,但最終進(jìn)入液氮洗冷量,另一股則繼續(xù)進(jìn)入E04301。各自升溫后的兩裝置的合成氣氮?dú)夂恳廊惠^高。股合成氣再次在冷箱外混合。最終凈化氣出口有一22氮?dú)夂扛邔σ旱吹挠绊懠胺治龉芫€連接中壓氮?dú)?可以通過調(diào)節(jié)氮?dú)饬窟M(jìn)行精配221進(jìn)洗滌塔的中壓氪氣和合成氣溫度上升氮,使最終合成氣氫氮比為31出口的CO含量小我廠液氮洗裝置的操作壓力為30bar,正常操于1.0×10%。液氮洗裝置流程圖見圖1。作時合成氣的設(shè)計(jì)溫度為-1866℃,人塔洗滌氮溫合成氣度為-1866℃。氮?dú)夂繛?4%時,合成氣中氮?dú)庵袎郝葰馕矚馊ズ铣傻姆謮簽?42bar,其氮?dú)獾姆悬c(diǎn)為-1924℃;氮?dú)釧043117含量為12%時,合成氣中氮?dú)獾姆謮簽?6bar,其氮?dú)獾姆悬c(diǎn)為-1831℃。當(dāng)合成氣中氮?dú)夂扛邥r,經(jīng)高壓氨冷卻器E04301過三個換熱器后冷卻后,里面的氮?dú)鈺兂梢旱?F043161洗滌塔而由于氮?dú)庾兂梢旱栉沾罅康睦淞?潛熱),第高壓氮深冷器1E04302c04301原料氣LC043055三換熱器的換熱面積一定,必然會使合成氣人閃蒸罐高壓氮深冷器2E04303s04301C04301塔溫度會上升,使洗滌效果變差;當(dāng)?shù)獨(dú)夂琇v043055量上升時,合成氣吸收了大量的冷量,這使洗滌氮所需的冷量不足,致使洗滌氮的溫度偏高,洗滌效果變差;所以現(xiàn)在需要更多冷量來冷卻合成氣和洗圖1液氮洗裝置流程圖滌氮。如果冷量增加不能及時跟上,CO含量將超標(biāo)。2合成氣中氮?dú)夂扛邔Σ僮鞯挠绊?λ2洗滌塔和閃蒸罐液位升高,底部閥門開度增大由于合成氣是從塔底進(jìn)入,合成氣中的液氮與21合成氣氮?dú)夂扛叩脑蚝铣蓺夥蛛x,從而不能達(dá)到凈化合成氣的目的,但我廠煤氣化裝置采用的是殼牌煤氣化工藝,在它卻使塔底液位和閃蒸罐SO4301的液位增加,從開車或低負(fù)荷運(yùn)行時,煤粉采用氮?dú)廨斔?當(dāng)?shù)蜏囟栝_大兩個液位閥(LV043055和TV043065)才能甲醇洗正常運(yùn)行后就會生產(chǎn)CO2,并通過CO2壓縮把液位排出。機(jī)壓縮后送往煤氣化來代替氮?dú)廨斔?使其合成氣2,2,3E04302和F04303換熱器出口溫度下降中氮?dú)夂拷档?低溫甲醇洗出口的凈化合成氣中當(dāng)開大兩個液位閥(LV043055和Ⅳv043065)把氮?dú)夂康脑O(shè)計(jì)值為14%。造成合成氣氮?dú)夂扛咭何慌懦鲞@樣雖可以為E04303提供更多冷量,但的原因有以下幾個方面由于換熱器的換熱能力是一定的,合成氣、中壓氮l)煤氣化低負(fù)荷運(yùn)行。由于煤氣化負(fù)荷比較低,氣和凈化合成氣、尾氣不能充分換熱,這能使產(chǎn)生的CO2就很低,達(dá)不到CO2壓縮機(jī)最低負(fù)荷開E04302和E04303之間的溫度降低。當(dāng)溫度降低車的條件,或所產(chǎn)生的CO2不足,不能完全代替煤到-1583℃時,冷箱就會跳車(目的是為了防止進(jìn)入氣化爐中的氮?dú)?造成氮?dú)夂烤痈卟幌?。EO4302的氣體帶液,也就是不可使氮?dú)庠贓O43022)煤氣化爐燒嘴不穩(wěn)。在煤氣化運(yùn)行過程中,經(jīng)中液化,如果這樣E04302溫度局部溫差過大而損常出現(xiàn)燒嘴異常熄滅的情況,據(jù)觀察,煤氣化爐跳壞換熱器)?，F(xiàn)在補(bǔ)充液氮也同樣會把E04302和個燒嘴,氮?dú)夂繒黾?%-5%左右。E04303之間的溫度降下來而可能引起跳車。3)煤氣化爐跳車。正常情況下,煤氣化裝置應(yīng)為224中壓氮?dú)舛緶囟绕碗p爐運(yùn)行,但是由于煤氣化爐運(yùn)行不穩(wěn),煤氣化爐根據(jù)林德設(shè)計(jì),中壓氮?dú)獾脑O(shè)計(jì)溫度為40℃,經(jīng)常跳車,使其單爐運(yùn)行,這使CO2量不足,必須要而管線并無保溫材料。夏季的溫度能達(dá)到35℃左引入氮?dú)膺M(jìn)行輸送煤粉造成氮?dú)夂科?。?而到了冬季,中壓氮?dú)獾臏囟戎荒艿?0℃左右。4)1#爐對合成氨氮?dú)夂坑绊戄^大。在雙爐運(yùn)中壓氮?dú)馐侵饕臒嵛锪现?如果它的溫度太行時,雖然兩臺煤氣化爐產(chǎn)生的氣合并到一起,但低,會使中國煤什平度降低。由實(shí)混合并不均勻,1#爐的氮?dú)夂恐苯佑绊懞铣砂毖b際操作經(jīng)EYHCNMHG第左右時,夏季第28卷第1期張衛(wèi)波:合成氣氮含量高對液氮洗裝置的影響分析及應(yīng)對措施正常操作時E04302和E04303之間的溫度為-可以在中壓氮?dú)夤芫€上加設(shè)保溫材料;同時冬季操110~-120℃左右,而到冬季,其溫度降至-12作時,應(yīng)讓凈化后的冷物料盡可能多的走去低溫甲135℃。若氮?dú)夂可?很有可能會導(dǎo)致跳車。醇洗裝置(即與F04218換熱),以保證E04302和2.2.5兩個液位閥(LV43055和TV043065)截流膨E4303之間的溫度盡可能的接近設(shè)計(jì)溫度。脹效果變差232合成氣管線上加氫氣在線分析儀根據(jù) Joule- Thomson效應(yīng),當(dāng)溫度在-180由于合成氣的主要成份為氫氣和氮?dú)?目前氮190℃時,μ1(氫氣的J-T系數(shù))>μ2(氮?dú)獾腏-T系氣含量在線分析儀市場上沒有廠家供貨,所以我們數(shù)),氫氣的截流效果比氮?dú)庖?如圖2所示?？梢栽诤铣蓺夤艿郎习惭b一個氫氣含量的在線分此外當(dāng)?shù)獨(dú)夂可仙龝r,閃蒸罐和洗滌塔中的析儀,這樣可以及時觀察合成氣的氮?dú)庾兓闆r,氮?dú)夂吭黾?氫氣含量減少,使經(jīng)過TV043065后來摸索氮?dú)夂亢拖礈斓昧康膶?yīng)關(guān)系。的截流膨脹效果不好(由實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)可知,當(dāng)?shù)?3適當(dāng)提高塔壓氣含量低時閥后的溫度能到-190℃,當(dāng)?shù)獨(dú)夂扛吒鶕?jù)相平衡原理,若完全除去合成氣中的CO時閥后的溫度到-186℃),使換熱效果降低就要求系統(tǒng)中氣相的CO分壓P大于液相CO濃度6ooN?對應(yīng)下的平衡分壓P*。而且,吸收速度的快慢取決L-o于吸收推動力△P=P-P*的大小,△P越大,吸收正十速度越快。因此,如果適當(dāng)提高系統(tǒng)內(nèi)操作壓力,那400么氣相CO分壓變大,液氮對CO的吸收能力變強(qiáng),也就是CO在液氮中的溶解度變大,這樣就會使合成氣中的CO含量減少。3結(jié)束語He20010-Pa Oo原料中氮?dú)夂可?可以使液氮洗塔的液位和閃蒸罐液位升高、洗滌塔溫度升高、洗滌效果變圖2不同氣體的轉(zhuǎn)化曲線差,同時E04302和F04303之間的溫度也會下降。226分子篩順控的影響氮?dú)夂扛邔Σ僮魅藛T的操作有很高要求,操作工當(dāng)分子篩順控用合成氣冷卻時,分子篩出口需提前進(jìn)行操作盡可能將CO超標(biāo)抑制在萌芽階即冷箱入口)的溫度會比其他步驟時溫度升高6~段,此時可降低生產(chǎn)負(fù)荷,開大Tv043065,或稍微8℃,也會使入塔的合成氣溫度升高,此時如果合成提高一點(diǎn)塔壓,這樣可緩解氮?dú)夂扛邔Σ僮鞯挠皻獾獨(dú)夂扛?會加劇操作難度。響。需注意的是,無論采用何種調(diào)節(jié)手段都不能徹23應(yīng)對措施底解決,最根本的解決辦法還是要保持煤氣化裝置23.1中壓氪氣管線加設(shè)保溫的穩(wěn)定運(yùn)行。由于中壓氮?dú)怆S環(huán)境溫度的變化而變化,我們+··“+“+··““+““+“+““““+““·+““+·“““+“+++天津市化工學(xué)會召開第四屆石化工業(yè)科技交流會2013年10月21日,天津市化工學(xué)會召開了“第四屆天津市石化工業(yè)科技交流會”,化工學(xué)會各會員單位的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)十和科技人員參加了會議?；W(xué)會多年來非常重視石化行業(yè)的技術(shù)交流與推廣工作,舉辦了多期科技交流會,今年,學(xué)會又在市科協(xié)的大力支持下,申報(bào)了“第四屆石化工業(yè)科技交流會”的項(xiàng)目,并得到了市科協(xié)的立項(xiàng)批準(zhǔn)。幾個月來,經(jīng)過策劃,部署,篩選,擇優(yōu)推薦共上報(bào)到學(xué)會57篇科技軟課題研究成果。去年化工學(xué)會首次設(shè)立了科技軟課題研究成果獎今年是成果獎第二次評十選。評分標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過對專家打分結(jié)果統(tǒng)計(jì)及單位推薦意見,最終評出一等獎10項(xiàng),二等獎10項(xiàng),優(yōu)秀獎37項(xiàng)。學(xué)會下發(fā)了十獎勵決定,對獲獎項(xiàng)目頒發(fā)榮譽(yù)證書,并對一、二等獎頒發(fā)獎金,優(yōu)選部分獲獎文章在《天津化工》增刊發(fā)表,表達(dá)了學(xué)會對大家辛勤付出的肯定和鼓勵。中國煤化工交流會上,還請中石化天津分公司、大沽化工股份有限公司、天津堿廠、中鹽制場交流。CNMHG