張霞晨

(陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)化工有限公司， 山西壽陽(yáng) 045000)

陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)化工有限公司200 kt乙二醇項(xiàng)目主要采用水煤漿氣化工藝提供原料氣，中間經(jīng)過(guò)低溫甲醇洗脫出合成氣中的有害氣體，然后送至PSA提氫、深冷分離工序，將合格的精制合成氣送往合成工序。項(xiàng)目已于2016年6月開(kāi)始試車(chē)，2016年11月產(chǎn)出優(yōu)等乙二醇產(chǎn)品。

1 深冷分離技術(shù)基本原理

深冷分離法又稱低溫精餾法，利用合成氣中各組分沸點(diǎn)的差異，將合成氣深冷液化，在低溫下進(jìn)行多級(jí)深冷精餾。深冷分離法具有工藝成熟、操作穩(wěn)定、使用范圍廣、處理量大、占地少、產(chǎn)品純度高、收率高等優(yōu)點(diǎn)。但是需要對(duì)合成氣進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，防止低溫下甲烷固化堵塞系統(tǒng)，同時(shí)換熱系統(tǒng)復(fù)雜[1]。

裝置采用杭州杭氧股份有限公司的自主技術(shù)，采用四塔工藝進(jìn)行CO/H2的分離，在生產(chǎn)過(guò)程中主要的冷量由工藝氣節(jié)流產(chǎn)生的焦湯效應(yīng)供給，外加系統(tǒng)循環(huán)氮?dú)饧把a(bǔ)充的液氮維持系統(tǒng)的冷量平衡。

2 裝置基本情況

低甲醇洗工段送來(lái)的合成氣中含有微量的CO2及甲醇，首先經(jīng)冷箱入口分子篩[2]吸附去除雜質(zhì)進(jìn)入冷箱，然后經(jīng)主冷E01、E02換熱后進(jìn)入氫氣分離器，將大部分的氫氣分離后再經(jīng)汽提塔、脫氮塔脫出少量的氫氣和氮?dú)?，最終進(jìn)入脫甲烷塔經(jīng)過(guò)CO洗滌后，得到體積分?jǐn)?shù)達(dá)到99%以上的合格精制CO氣體，供合成使用。

主要設(shè)備名稱及數(shù)量：分子篩吸附器，2臺(tái)；主換熱器，2臺(tái)；氫氣分離器，1臺(tái)；汽提塔，1個(gè)；脫氮塔，1個(gè)；脫甲烷塔，1個(gè)。

3 開(kāi)車(chē)及運(yùn)行中存在的問(wèn)題

3.1 存在的問(wèn)題

按照工藝包提供的裝置裸冷方案進(jìn)行降溫，即使用露點(diǎn)合格的高壓空氣進(jìn)行裸冷，冷量由循環(huán)氮系統(tǒng)節(jié)流制冷，對(duì)換熱器進(jìn)行降溫冷卻，當(dāng)系統(tǒng)溫度降至-40 ℃時(shí)，外加液氮開(kāi)至最大，系統(tǒng)溫度下降緩慢，致使裸冷工作不能夠繼續(xù)進(jìn)行。改用直接加注液氮進(jìn)行冷卻，由于設(shè)計(jì)的空浴較小，方法效果較差。

在裝置加減量的過(guò)程中，冷量調(diào)整不及時(shí)，導(dǎo)致冷箱換熱不均衡，尤其冷量過(guò)量時(shí)，大量的冷量會(huì)集中在脫甲烷塔內(nèi)，導(dǎo)致脫甲烷塔底部溫度過(guò)低，底部的甲烷出現(xiàn)固化，堵塞了粗甲烷排放管線，加大脫甲烷塔的再沸后，現(xiàn)象不能及時(shí)消除。

脫甲烷塔的底部管道堵塞及再沸量不足，導(dǎo)致脫甲烷塔液位居高不下，且影響CO產(chǎn)品氣的純度，在工況波動(dòng)時(shí)操作比較被動(dòng)。

進(jìn)口氮?dú)夂糠显O(shè)計(jì)要求的情況下，脫氮塔與設(shè)計(jì)指標(biāo)偏差較大，最終造成產(chǎn)品氣內(nèi)氮?dú)夂窟^(guò)多。

3.2 解決措施

針對(duì)在裸冷過(guò)程中冷量不能滿足整個(gè)裝置的降溫要求，在裝置外設(shè)置兩臺(tái)水浴式加熱器，分別引至脫氮塔及脫甲烷塔塔頂，加大冷量供應(yīng)，使用液氮?dú)饣笾苯咏o系統(tǒng)進(jìn)行降溫。在降溫過(guò)程中控制閥門(mén)開(kāi)度，以控制降溫速率，降溫速率不超過(guò)15 ℃/h。

為了能夠及時(shí)調(diào)整脫甲烷塔的冷量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管道布置情況，在原料管線上過(guò)主冷E01后，直接引一股原料氣至脫甲烷塔，增加脫甲烷塔再沸，同時(shí)提高塔底溫度，防止因塔底溫度過(guò)低而導(dǎo)致塔底排放管線堵塞。

在不影響后續(xù)工段操作的情況下，開(kāi)放空閥，將閃蒸汽放空，可使產(chǎn)品氣中氮?dú)夂拷档汀?/p>

3.3 運(yùn)行中操作要點(diǎn)

為了保障裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，在操作時(shí)還應(yīng)注意以下問(wèn)題。

在開(kāi)車(chē)過(guò)程中要嚴(yán)格控制進(jìn)入裝置內(nèi)各原料氣體的露點(diǎn)，嚴(yán)格控制合成氣組分，進(jìn)入低溫區(qū)前先去除CO2、水等[3]，防止在裸冷及開(kāi)車(chē)過(guò)程中將管道凍堵。在裝填冷箱的珠光砂時(shí)要保證其密實(shí)度，防止出現(xiàn)珠光砂結(jié)塊，降低保冷效果。

冷箱內(nèi)部換熱介質(zhì)繁多，要密切注意各塔的溫度變化，及時(shí)調(diào)整冷量，避免因冷量過(guò)多造成淹塔，或因冷量過(guò)少導(dǎo)致各塔液位過(guò)低，出現(xiàn)高串低或系統(tǒng)波動(dòng)的情況。

密切監(jiān)視冷箱進(jìn)口處CO2及甲醇的含量，避免因微量超標(biāo)導(dǎo)致?lián)Q熱器凍堵及冷箱內(nèi)部設(shè)備超溫、超壓的情況。提高脫甲烷塔壓力和塔底溫度，減弱甲烷固化現(xiàn)象，保持流道暢通。

在系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，要密切關(guān)注補(bǔ)充液氮的壓力。補(bǔ)充液氮是系統(tǒng)冷量平衡的重要因素，穩(wěn)定的外加冷量可避免頻繁操作及系統(tǒng)波動(dòng)，影響后工序操作。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)裝置進(jìn)行改造和加強(qiáng)對(duì)員工的培訓(xùn)后，在開(kāi)車(chē)及加減量的情況下能夠及時(shí)滿足冷箱對(duì)冷量的要求，目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，基本達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，能夠滿足200 kt乙二醇項(xiàng)目的用氣要求。