高 君

大唐呼倫貝爾化肥有限公司

低溫甲醇洗裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決

高 君

大唐呼倫貝爾化肥有限公司

在化工生產(chǎn)中，低溫甲醇洗裝置運(yùn)行至關(guān)重要?；诖吮疚尼槍?duì)某化工有限公司低溫甲醇洗裝置中試車(chē)過(guò)程酸性氣中二氧化硫濃度偏低、二氧化碳產(chǎn)品氣量不足、酸性氣管線易堵塞等問(wèn)題進(jìn)行了分析與探討，提出了解決方案，實(shí)施后取得良好效果，實(shí)現(xiàn)了裝置滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，以期可以對(duì)同類(lèi)型生產(chǎn)裝置的運(yùn)行調(diào)整可以提供借鑒。

低溫甲醇洗；二氧化硫；二氧化碳；優(yōu)化

引言

某化工有限公司建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)200萬(wàn)t合成氨、350萬(wàn)t尿素，其中一期為100萬(wàn)t/a合成氨、175萬(wàn)t/a尿素裝置。項(xiàng)目采用多項(xiàng)國(guó)外專(zhuān)利技術(shù)，就地轉(zhuǎn)化煤炭280萬(wàn)t/a。低溫甲醇洗裝置采用某工程公司九塔流程工藝，控制系統(tǒng)采用DCS自動(dòng)控制、裝置的緊急停車(chē)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)由獨(dú)立設(shè)置的緊急停車(chē)系統(tǒng)(ESD)實(shí)現(xiàn)，為安全生產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)保障。圖1為工藝流程圖。

圖1 工藝氣凈化、二氧化碳?xì)馓崴⒓状荚偕に嚵鞒?/p>

1、工藝流程概述

變換氣換熱至-19.5℃后進(jìn)入甲醇洗滌塔，所含二氧化硫、二氧化碳在塔的下段和上段依次被-55.54℃低溫甲醇吸收，得以?xún)艋３鑫账膬艋瘹?φ(二氧化碳)＜3.42%，φ(二氧化硫)＜0.1×10-6)送下游合成氣壓縮工段。甲醇富液經(jīng)過(guò)減壓閃蒸、低壓氮?dú)鈿馓帷嵩偕?、甲醇脫水等再生處理后循環(huán)使用，在再生過(guò)程得到的富二氧化硫酸性氣送至硫回收裝置，二氧化碳尾氣經(jīng)洗滌后放空，含醇廢水送氣化裝置回用。

2、運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施

2.1 二氧化碳產(chǎn)品氣量不足

原設(shè)計(jì)二氧化碳產(chǎn)品氣為45000Nm3/h，試車(chē)期間負(fù)荷較低不能滿(mǎn)足尿素裝置需求，需要提取更多二氧化碳。經(jīng)分析造成二氧化碳?xì)饬可俚闹饕蛴袃牲c(diǎn)：一是二氧化碳閃蒸塔二段壓力低，較多二氧化碳提前閃蒸經(jīng)洗滌塔放空；二是因脫硫塔主洗甲醇量過(guò)大，酸性氣帶走一部分二氧化碳，造成酸性氣中二氧化碳含量高。為此采取以下措施提取二氧化碳。

(1)在保證脫硫塔頂部脫硫氣總硫體積含量小于0.1×10-6下，適當(dāng)減小二氧化硫主洗甲醇量，降低脫硫塔對(duì)二氧化碳?xì)怏w的吸收，使更多的二氧化碳后移到在脫碳塔吸收，提高二氧化碳的利用率。

(2)將二氧化碳鼓風(fēng)機(jī)出口壓力降低，由0.015MPa降到0.012MPa，有利于閃蒸增量。

通過(guò)以上調(diào)整二氧化碳產(chǎn)品氣量由4.3萬(wàn)Nm3/h增加至5.1萬(wàn)Nm3/h，并且二氧化碳純度達(dá)到98.0%以上。若發(fā)生二氧化碳產(chǎn)品氣純度低時(shí)，適當(dāng)提高二氧化碳閃蒸塔二段壓力，控制在0.036MPa左右。避免由于二氧化碳純度低，影響尿素生產(chǎn)。

2.2 酸性氣中二氧化硫濃度偏低

凈化裝置從2008年開(kāi)車(chē)以來(lái)，由于受系統(tǒng)和凈化氣中總硫含量的影響，酸性氣中二氧化硫含量一直不高，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，且極不穩(wěn)定。通過(guò)一系列手段，將酸性氣中二氧化硫濃度提至了30%左右。主要運(yùn)行優(yōu)化措施如下。

2.2.1 改變閃蒸氣去向。水分離器分離出來(lái)的甲醇和水的混合冷凝液中吸收有一定量的二氧化碳及二氧化硫，通過(guò)甲醇水分離塔給料加熱器換熱升溫后，冷凝液中大量二氧化碳及二氧化硫會(huì)解吸出來(lái)，原始設(shè)計(jì)氣相、液相均進(jìn)入甲醇水分離塔中，造成甲醇再生塔再生氣中二氧化碳含量升高。將其改入二氧化硫濃縮管線，進(jìn)入二氧化硫濃縮塔下部，提升了富甲醇中二氧化碳的解吸量，同時(shí)提高了再生富甲醇中的二氧化硫含量。

2.2.2 控制循環(huán)甲醇氨氣含量，增加酸性氣回流量。進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)的氨氣，在甲醇再生系統(tǒng)中不容易脫除，不斷積累，當(dāng)氨氣含量達(dá)到一定程度時(shí)，氨氣會(huì)與二氧化硫在熱再生塔中反應(yīng)生成(NH4)2S，(NH4)2S溶解于循環(huán)甲醇中，并隨循環(huán)甲醇進(jìn)入甲醇洗滌塔內(nèi)，在塔頂分解成二氧化硫和氨氣，從而導(dǎo)致凈化氣超標(biāo)。氨氣和二氧化硫濃度越高，生成(NH4)2S的幾率和量越大，出工段的凈化氣中二氧化硫和氨氣含量越大。為此，通過(guò)再生塔氣相定期排氨氣，控制循環(huán)甲醇中氨氣含量在指標(biāo)之內(nèi)，避免二氧化硫和氨氣反應(yīng)，增加去二氧化硫濃縮塔酸性氣量，實(shí)現(xiàn)硫濃縮。

2.2.3 降低洗滌甲醇的循環(huán)量。甲醇循環(huán)量越大，洗滌同樣的變換氣后，甲醇中二氧化硫濃度越低，經(jīng)過(guò)閃蒸、汽提和熱再生后得到的酸性氣中二氧化硫濃度也越低。為此，通過(guò)提高各氨冷器的負(fù)荷，降低貧甲醇溫度，從而減小洗滌甲醇的循環(huán)量。但甲醇循環(huán)量也不能太低，否則會(huì)使出工段氣體中二氧化硫濃度超標(biāo)，引起合成催化劑中毒。

通過(guò)優(yōu)化調(diào)整后，酸性氣中二氧化硫濃度大幅提高，并保持穩(wěn)定。

2.3 硫回收酸性氣管線易堵塞

2.3.1 堵塞原因分析。變換氣經(jīng)氨洗塔洗滌氨之后，仍含有少量的氨隨變換氣一起進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)。在生產(chǎn)運(yùn)行中，由于二氧化硫富氣中含有微量的氨，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積聚，且在富氣氨冷器溫度較低時(shí)導(dǎo)致在管程處形成碳銨結(jié)晶，使酸性氣無(wú)法排出系統(tǒng)，較為嚴(yán)重的情況下造成精洗甲醇硫含量升高，從而使凈化氣中硫含量超標(biāo)。

2.3.2 解決措施。解決措施：硫化氫富氣氨冷器增加副線，當(dāng)發(fā)生堵塞時(shí)，通知硫回收工段將酸性氣切至火炬放空，視酸性氣壓力情況少開(kāi)副線閥，關(guān)閉氨冷器進(jìn)氨閥，使少量的酸性氣對(duì)氨冷器管程進(jìn)行復(fù)熱解凍，解凍過(guò)程中根據(jù)氨冷器出口酸性氣溫度逐漸關(guān)小副線閥，直至碳銨結(jié)晶全部融化，關(guān)閉副線閥，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。因碳銨在30℃時(shí)開(kāi)始大量分解，故提升相應(yīng)的溫度后使碳銨結(jié)晶消除。

結(jié)束語(yǔ)

總之，通過(guò)對(duì)低溫甲醇洗系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題的綜合分析，采取了一定的調(diào)整措施。通過(guò)調(diào)整，系統(tǒng)運(yùn)行情況明顯改善，降低了系統(tǒng)消耗，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)效益，還減輕了尾氣排放壓力，對(duì)同類(lèi)型生產(chǎn)裝置的運(yùn)行調(diào)整有借鑒意義。

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