化肥工業(yè)第40卷第3期雙吸收低溫甲醇洗工藝應(yīng)用總結(jié)陳勝軍(天津堿廠天津塘沽300452)摘要介紹了雙吸收低溫甲醇洗工藝流程,并對(duì)其工藝要點(diǎn)進(jìn)行分析。結(jié)合生產(chǎn)過程中洗滌后的凈化氣中CO2含量超標(biāo)、甲醇損失量大、系統(tǒng)甲醇液位波動(dòng)及系統(tǒng)腐蝕等問題進(jìn)行分析,提出了相應(yīng)的解決措施。關(guān)鍵詞低溫甲醇洗雙吸收應(yīng)用Sum-Up of Use of Double Absorption Low-Temperature Methanol Wash ProcessChen ShengjunAbstract The process flowsheet is presented of double absorption low-temperature methanolwash, and an analysis is given of its process essentials. An analysis is carried out of its problems inprocess, viz the CO2 content of the purified gas after scrubbing exceeds the standard, loss of methanolis high, liquid level of methanol in the system flutters, and the system is corroded, so relevantmeasures for their solution are put forwardKeywords low-temperature methanol wash double absorption use目前,國(guó)內(nèi)普遍采用的低溫甲醇洗工藝為化后的氣體分別送至合成氨裝置和制氣裝置。1套吸收系統(tǒng)和1套再生系統(tǒng)的一步法五塔流程,而天津堿廠合成氨裝置的低溫甲醇洗工序采雙吸收低溫甲醇洗工藝流程用雙吸收低溫甲醇洗工藝,在同1套低溫甲醇洗雙吸收低溫甲醇洗工藝流程如圖1所示。裝置中設(shè)有2臺(tái)甲醇洗滌塔,共用1套甲醇再生來(lái)自變換工序的變換氣和未變換氣分別在變系統(tǒng),即來(lái)自變換工序的變換氣以及僅脫除水分后換氣甲醇洗滌塔(酸脫I)和未變換氣甲醇洗滌的煤氣分別進(jìn)入2臺(tái)甲醇洗滌塔脫除酸性氣體凈塔(酸脫Ⅱ)脫除CO2和H2S等酸性氣體后,凈化凈化產(chǎn)品氣1Co去界區(qū)尾氣去界區(qū)H2S去硫酸裝置變換HS變換氣」醇洗閃蒸罐滌塔塔汽提塔分離塔廢水去界區(qū)凈化產(chǎn)品氣2未變換氣|甲醇再生后的甲醇圖1雙吸收低溫甲醇洗工藝流程本文作者的聯(lián)系方式:02259865217,he3x@toda.com2013年6月陳勝軍:雙吸收低溫甲醇洗工藝應(yīng)用總結(jié)57產(chǎn)品氣分別去下游工序。吸收酸性氣體后的富甲統(tǒng)與1套再生系統(tǒng)的冷熱量平衡,對(duì)酸脫I和酸醇共用1套再生系統(tǒng)再生:富甲醇首先在閃蒸罐脫Ⅱ的負(fù)荷配比有一定要求,即:當(dāng)酸脫I負(fù)荷達(dá)內(nèi)降壓閃蒸閃蒸出的CO和H2通過循環(huán)氣壓縮到60%時(shí)酸脫Ⅱ可在60%~70%負(fù)荷下生產(chǎn);機(jī)壓縮后回收;閃蒸后的富甲醇進(jìn)入CO2產(chǎn)品當(dāng)酸脫Ⅰ負(fù)荷達(dá)到80%時(shí),酸脫Ⅱ可滿負(fù)荷塔,降壓閃蒸出的CO2送至聯(lián)堿和煤氣化裝置生產(chǎn)。然后依次經(jīng)H2S濃縮塔和N2汽提塔汽提出殘余2.2吸收塔的壓力控制的CO2并濃縮H2S,在熱再生塔中利用低壓蒸汽低溫甲醇洗屬于物理吸收,提高操作壓力可加熱蒸出溶解在甲醇中的H2S并送至硫酸裝置使氣相中的CO2和H2S等酸性氣體的分壓增大,生產(chǎn)硫酸;再生后的甲醇進(jìn)入水分離塔分離出由從而增大吸收推動(dòng)力提高氣體的凈化度同時(shí)也原料氣帶入的水分(維持甲醇含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)<提髙了溶液吸收能力,減少甲醇循環(huán)量。但操作0.5%)后循環(huán)使用。壓力過高將導(dǎo)致受壓設(shè)備投資增加,并使H2和2工藝要點(diǎn)分析N2等有用氣體的溶解損失增大。本工序中2臺(tái)吸收塔的壓力是根據(jù)原料氣組成、氣體凈化度要雙吸收低溫甲醇洗工藝在減少設(shè)備投資的同求以及前后系統(tǒng)壓力設(shè)定的,為3.2MPa(表壓)時(shí),也起到了節(jié)能減排減少資源消耗和優(yōu)化工藝左右。生產(chǎn)的作用。由于采用2套吸收系統(tǒng)和1套甲醇該低溫甲醇洗工序雖然分成了2套吸收系再生系統(tǒng),所以在工藝控制方面有一些技術(shù)要點(diǎn)。統(tǒng),但由于化工生產(chǎn)是一個(gè)有機(jī)整體,在酸脫I和2.1酸脫Ⅰ和酸脫Ⅱ的冷量平衡酸脫Ⅱ同時(shí)運(yùn)行時(shí),兩者的設(shè)定壓力變化會(huì)相互在低溫甲醇洗工藝中,溫度越低,酸性氣體在影響。例如,當(dāng)提高酸脫Ⅰ系統(tǒng)壓力時(shí),在前工序甲醇中的溶解度越大。為滿足凈化氣的最終要和酸脫Ⅱ壓力不變的前提下,會(huì)使酸脫I系統(tǒng)進(jìn)求,酸脫Ⅰ和酸脫Ⅱ的吸收甲醇溫度需達(dá)到氣量減少,而酸脫Ⅱ系統(tǒng)進(jìn)氣量增加;反之,會(huì)使50℃左右因此冷量的來(lái)源極其重要。酸脫Ⅰ進(jìn)氣量增加。在正常生產(chǎn)中,可利用壓力酸脫Ⅰ和酸脫Ⅱ都設(shè)置了特制的氨冷器,是調(diào)節(jié)手段,小幅度調(diào)節(jié)酸脫Ⅰ和酸脫Ⅱ的進(jìn)氣量,冷量的重要來(lái)源之一。在低溫甲醇洗工序建立甲實(shí)現(xiàn)合成氨與乙酸的優(yōu)化生產(chǎn)。醇循環(huán)的初始階段,氨冷器的投用可以維持冷量2.3HCN的脫除平衡減少甲醇揮發(fā),并為再生系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)奠定基雖然HCN是一種弱酸但極易與鐵反應(yīng)生成礎(chǔ);在低溫甲醇洗工序接氣后,氨冷器可以平衡部穩(wěn)定常數(shù)較高的[Fe(CN)6]。天津堿廠的變換分熱量,如酸脫I的洗滌塔I段設(shè)置的氨冷器可氣和未變換氣中含有的HCN體積分?jǐn)?shù)分別為以平衡甲醇吸收CO2產(chǎn)生的熱量酸脫Ⅱ原料氣0.000995%和0.009962%,為防止其在甲醇溶進(jìn)洗滌塔前設(shè)置的氨冷器可以平衡由原料氣帶入液中累積而造成對(duì)設(shè)備及管線的腐蝕,必須采取工序的熱量。氨冷器的設(shè)置可使酸脫I和酸脫Ⅱ定的措施將其從系統(tǒng)中脫除。洗滌甲醇的溫度降至-39℃左右,若進(jìn)一步降由于未變換氣中的HCN含量約為變換氣的溫,則需更多冷量,主要依靠CO2從富甲醇中解10倍,因此,在酸脫Ⅱ中專門配置了HCN分離吸提供。塔。未變換氣經(jīng)低溫甲醇洗滌后,塔底富含HCN酸脫I和酸脫Ⅱ的原料氣分別為變換氣和未的甲醇液輸送至HCN分離塔,在其塔底采用再沸變換氣,氣體中含CO2體積分?jǐn)?shù)分別為45.351%器進(jìn)行加熱,塔頂蒸氣在回流冷凝器的作用下部和11.926%。在接收變換氣的酸脫I中,洗滌后分冷凝,未冷凝的富含HCN的蒸氣與酸氣混合后的富甲醇中含有較高濃度的CO2,解吸后可提供送往硫回收工序。的冷量較多,而酸脫Ⅱ富甲醇中的CO2含量較為了脫除變換氣中少量的HCN,設(shè)置了堿液少,解吸后可提供的冷量有限。因此,酸脫Ⅰ可獨(dú)定量裝置,低濃度的NaOH溶液與HCN中和后,立生產(chǎn),而酸脫Ⅱ必須建立在酸脫I正常運(yùn)行的生成相對(duì)穩(wěn)定的NaN并隨廢水一起被排出界區(qū)基礎(chǔ)上投用。正常運(yùn)行期間,為了使2套吸收系進(jìn)行處理?；使I(yè)第40卷第3期3常見問題及應(yīng)對(duì)方法(1)氣液量的匹配進(jìn)口的原料氣量和洗滌甲醇量是有一定比例3.1凈化氣中CO2含量超標(biāo)的洗滌甲醇量小時(shí),就會(huì)造成CO2含量超標(biāo),應(yīng)由于在一定的溫度和壓力下,H2S和COS在及時(shí)調(diào)整洗滌甲醇量。洗滌甲醇量的調(diào)整原則是甲醇中的溶解度遠(yuǎn)大于CO2在甲醇中的溶解度加量先加甲醇量減量后減甲醇量”;加氣量時(shí),因此,日常生產(chǎn)中應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控CO2含量。發(fā)現(xiàn)要緩慢進(jìn)行,防止氣速過快。根據(jù)天津堿廠運(yùn)行CO2含量超標(biāo)時(shí),應(yīng)從以下幾個(gè)方面檢查和處理。經(jīng)驗(yàn)原料氣量與洗滌甲醇量的匹配關(guān)系見表1。表1原料氣量與洗滌甲醇量的匹配關(guān)系60%負(fù)荷70%負(fù)荷80%負(fù)荷90%負(fù)荷100%負(fù)荷變換氣量/(m3·h1,標(biāo)態(tài))110000170000190000洗滌甲醇量/(kg·h-1)000320000370000液氣比2.152,132.001.95未變換氣量/(m3h1,標(biāo)態(tài))27000360004000045000洗滌甲醇量/(kg·h1)80000102000液氣比2632從表1可以看出:液氣比一般控制在2.0從以下方面進(jìn)行檢查和處理:①水冷器有可能因25,并根據(jù)負(fù)荷以及洗滌甲醇溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),可結(jié)垢堵塞等原因造成換熱效率下降,若其進(jìn)、出口以取得較好的效果。溫差變小,應(yīng)及時(shí)清洗換熱器,尤其是夏季,應(yīng)定(2)貧甲醇的再生度期進(jìn)行清洗。②檢查氨冷器的液位是否正常,回貧甲醇再生不好時(shí),甲醇中的CO2含量超冰機(jī)的氣氨管線壓力是否偏高。氣氨壓力高時(shí)標(biāo),進(jìn)而引起出口氣體中的CO2含量超標(biāo)。此時(shí)氨冷器的制冷效果差,此時(shí)應(yīng)提高冰機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整應(yīng)檢查熱再生塔和水分離塔的溫度是否正常,蒸防喘振閥開度,以降低氣氨壓力,氣氨總管壓力汽量是否滿足要求;及時(shí)調(diào)整汽提N2量,使其與般控制在0.06MPa(絕壓)以下。③檢查CO2產(chǎn)負(fù)荷相匹配;檢測(cè)甲醇中的水分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)品塔和H2S濃縮塔的設(shè)定壓力是否偏高,因?yàn)殚W一般控制在0.5%以下),若甲醇含水量明顯偏蒸壓力越低,閃蒸出的CO2量就越大,產(chǎn)生的冷高,應(yīng)檢查熱再生塔的再沸器酸氣系統(tǒng)的冷卻器量就越多。系統(tǒng)溫度高時(shí),可適當(dāng)降低此2臺(tái)塔是否發(fā)生泄漏。天津堿廠曾因酸氣水冷器泄漏而的操作壓力。④檢查汽提N2量與負(fù)荷是否匹配。造成洗滌甲醇中含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)2.5%,幸發(fā)⑤檢查循環(huán)甲醇量是否合適,若循環(huán)量過大,甲醇現(xiàn)及時(shí),并采取關(guān)小循環(huán)水閥門(降低循環(huán)水壓中的酸性氣體的飽和度下降,閃蒸過程中產(chǎn)生的力)、提高熱再生塔壓力(減少向系統(tǒng)漏水量),才冷量偏少進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)溫度升高。所以,在保證避免了超標(biāo)停車。若遇計(jì)劃停車時(shí)停車后不應(yīng)洗滌塔出口指標(biāo)合格的的前提下,應(yīng)盡量減少洗馬上停止甲醇循環(huán),需用N2維持系統(tǒng)的甲醇循滌甲醇量,以保證系統(tǒng)溫度。⑥檢查熱再生塔蒸環(huán),最好運(yùn)行8h以上,確保甲醇徹底再生合格,汽用量,若用量過大,熱量將傳遞至冷區(qū)。以備下次進(jìn)氣時(shí)節(jié)約時(shí)間。3.2甲醇損失量大(3)洗滌甲醇溫度高由于氣體夾帶、甲醇水分離塔排放廢水等原吸收溫度直接影響酸性氣體在甲醇中的溶解因,甲醇有一定量的損失是正常的。當(dāng)出現(xiàn)甲醇度,吸收溫度越低,對(duì)酸性氣體的吸收能力越好。不正常減少且現(xiàn)場(chǎng)檢查無(wú)泄漏時(shí),應(yīng)及時(shí)對(duì)貧甲洗滌甲醇溫度升高,將直接影響甲醇對(duì)CO2和醇水冷器酸氣冷卻器的循環(huán)水進(jìn)行檢查分析判H2S的吸收,最終導(dǎo)致產(chǎn)品指標(biāo)不合格。斷是否因?yàn)樗淦餍孤┒鴮?dǎo)致大量甲醇排入循環(huán)低溫甲醇洗的冷量主要來(lái)自裝置中的水冷器水中。天津堿廠先后發(fā)生過甲醇水冷器和酸氣冷及氨冷器、CO2直接閃蒸解吸產(chǎn)生的冷量N2汽卻器內(nèi)漏造成大量甲醇進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng),既造成提CO2產(chǎn)生的冷量。當(dāng)洗滌甲醇溫度偏高時(shí),應(yīng)甲醇損失,又導(dǎo)致循環(huán)水水質(zhì)變差。2013年6月陳勝軍:雙吸收低溫甲醇洗工藝應(yīng)用總結(jié)59水分離塔的操作情況也直接影響甲醇的損失種情況在開車接氣、停車切氣以及進(jìn)氣量大幅變量。當(dāng)水分離塔塔釜溫度低時(shí),會(huì)降低甲醇與水化時(shí)尤其容易出現(xiàn),應(yīng)及時(shí)調(diào)整各處壓差穩(wěn)定,保的分離效果,導(dǎo)致大量甲醇從底部排出。因此,日證甲醇的穩(wěn)定輸送。常生產(chǎn)中應(yīng)及時(shí)調(diào)整工況,使水分離塔穩(wěn)定運(yùn)行,3.4系統(tǒng)腐蝕問題以降低排水中的甲醇含量。另外,在停車時(shí),要關(guān)在原始開車、系統(tǒng)剛接氣時(shí),排出的廢水是黑閉一些重要調(diào)節(jié)閥的手閥,尤其是高壓串低壓處色的接氣后不久就先后出現(xiàn)各泵的前過濾器發(fā)的手閥,防止因閥門內(nèi)漏使高壓系統(tǒng)的甲醇串人生堵塞,尤其是貧甲醇泵、N2汽提塔底部的富甲低壓系統(tǒng),導(dǎo)致低壓系統(tǒng)部分容器滿液位后排入醇泵等熱區(qū)泵,過濾器頻繁堵塞。天津堿廠曾出火炬系統(tǒng)造成甲醇損失?，F(xiàn)2臺(tái)大型甲醇過濾器在投用1h后就被迫切出3.3系統(tǒng)甲醇液位波動(dòng)系統(tǒng)的情況。經(jīng)取樣分析,從過濾器中清出的黑當(dāng)塔器等設(shè)備的甲醇液位發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)色粉末狀物質(zhì)的主要成分為FeS。在純的甲醇會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)控制閥的開度大幅波動(dòng),不能保證各中,CO2和H2S不會(huì)對(duì)設(shè)備和管線造成腐蝕但在處甲醇量的穩(wěn)定性和連續(xù)性,進(jìn)而可能導(dǎo)致凈化系統(tǒng)中有水存在的情況下,甲醇溶液中的CO2和氣指標(biāo)不合格。同時(shí),液位的大幅波動(dòng)將使各泵H2S使設(shè)備和管線處于酸性環(huán)境中,會(huì)發(fā)生電化的出口流量大幅波動(dòng),導(dǎo)致電機(jī)電流不穩(wěn)定。學(xué)腐蝕。在剛開車時(shí),由于系統(tǒng)干燥不徹底,并且出現(xiàn)液位波動(dòng)的主要原因:①泵前的過濾器水分離塔的操作情況不太好,導(dǎo)致系統(tǒng)中甲醇含堵塞,導(dǎo)致泵加不上量,不能將甲醇及時(shí)排出。因水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4%左右,故出現(xiàn)了嚴(yán)重腐蝕。為此,日常生產(chǎn)中應(yīng)隨時(shí)關(guān)注各泵的電流變化趨勢(shì)此,采取更換部分新甲醇、調(diào)整甲醇含水量等措及人口壓力的變化情況,當(dāng)出現(xiàn)電流下降、泵人口施,降低了系統(tǒng)中的水分,減輕了系統(tǒng)腐蝕。此壓力下降的情況時(shí),應(yīng)及時(shí)倒泵,防止出現(xiàn)空轉(zhuǎn)、外,每次停車后應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完全再生,并減少系氣蝕現(xiàn)象而毀壞機(jī)泵。②由于系統(tǒng)中有一部分甲統(tǒng)設(shè)備暴露在空氣中的機(jī)會(huì),如需檢修,應(yīng)及時(shí)用醇是通過壓差進(jìn)行輸送的,當(dāng)系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí),會(huì)N2進(jìn)行置換。影響這部分甲醇的輸送,從而引起液位波動(dòng)。這(收到修改稿日期2013-01-18)少必必①必必①必必必必必必必必仍必必①必必必(上接第31頁(yè))品時(shí),固定層氣化技術(shù)在熱解段就可以通過煤的狀況相差較大,所以用熱態(tài)耐磨強(qiáng)度來(lái)衡量型煤熱解得到相當(dāng)數(shù)量的最終產(chǎn)品或初最終產(chǎn)品。如質(zhì)量、指導(dǎo)生產(chǎn)會(huì)更接近氣化爐內(nèi)的實(shí)際情況,因用煤來(lái)生產(chǎn)合成天然氣時(shí),加壓碎煤氣化爐的粗而更可靠。煤氣中就含有近50%(體積分?jǐn)?shù))的甲烷。從煤(4)型煤技術(shù)的前景的間接液化技術(shù)來(lái)看,用加壓碎煤氣化技術(shù)就可近年來(lái)隨著氣流床氣化技術(shù)的發(fā)展,不少人以從煤焦油中得到近8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))油產(chǎn)品。而認(rèn)為固定層氣化技術(shù)必將被淘汰,其理由之一就在采用高溫液態(tài)排渣的氣流床氣化技術(shù)所得到的是這種技術(shù)需要塊狀燃料,而隨著煤炭采集機(jī)械粗煤氣中,甲烷含量近乎為零,更無(wú)油類組分。因化程度的提高,粉煤產(chǎn)率會(huì)不斷增加。通過多年此,固定層氣化技術(shù),特別是加壓和液態(tài)排渣的技來(lái)對(duì)氣流床氣化的實(shí)際操作,人們逐漸認(rèn)識(shí)到原術(shù),今后還有相當(dāng)?shù)拇嬖诳臻g,為型煤技術(shù)的發(fā)展料粉煤粒度要求很細(xì),干燥、磨煤的功率消耗也相造就了美好的前景。當(dāng)可觀。尤其是以煤制天然氣和油品這類燃料產(chǎn)(收稿日期2011-11-22)少必必必必必必必必必必必必必必必必必①必必必必必必必必必必必必必必必必版權(quán)聲明為適應(yīng)我國(guó)信息化建設(shè),擴(kuò)大本刊及作者知識(shí)信息交流渠道,本刊已被國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)索引權(quán):文摘和全文數(shù)據(jù)庫(kù)收錄,其作者文章著作權(quán)使用費(fèi)與本刊稿酬一次性給付。如作者不同意文章被收錄,請(qǐng)?jiān)趤?lái)稿時(shí)向本刊聲明,本刊將做適當(dāng)處理《化肥工業(yè)編輯部