年产50万吨甲醇Lurgi低温甲醇洗工艺操作优化分析
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试论低温甲醇洗工艺节能改进方法低温甲醇洗工艺是一种常用的化工工艺,用于气体分离、脱除硫化物和氧化物等工艺。
传统的低温甲醇洗工艺存在能耗高、效率低、操作不便等问题,需要进行节能改进。
本文将试论低温甲醇洗工艺的节能改进方法,以期提高工艺的能效,减少对环境的影响。
一、优化低温甲醇洗工艺参数低温甲醇洗工艺的能耗主要受工艺参数的影响,因此优化工艺参数是节能改进的重要方法之一。
首先是提高甲醇浓度,增加洗液的溶解能力,减少洗液用量,降低甲醇的消耗和再生成本。
其次是优化洗液的温度和压力,调整适当的洗液温度和压力,可实现对气体的有效分离和脱除硫化物和氧化物的效果,降低能耗。
二、改进低温甲醇洗设备低温甲醇洗设备的设计和选择对能耗的影响较大,因此改进设备是节能改进的关键措施之一。
首先是优化洗液循环系统,减少泵耗,提高洗液的再生效率,降低洗液再生成本。
其次是改进吸附塔结构,采用多级反流结构,提高低温甲醇洗效果,降低洗涤液的损耗。
最后是加强设备的维护和管理,定期清洗设备,保持设备正常运行,降低设备能耗。
三、采用新技术改进低温甲醇洗工艺随着科学技术的进步,新技术的应用对低温甲醇洗工艺的节能改进具有重要意义。
首先是采用膜分离技术替代传统的吸附塔,膜分离技术具有能耗低、效率高的特点,能够实现气体的快速分离和脱除硫化物和氧化物,降低洗涤液的损耗。
其次是采用智能控制技术,实现洗涤液的自动控制和参数优化,提高工艺的稳定性和效率,降低能耗。
最后是采用新型吸附剂技术,选择更具吸附性能和再生性能的吸附剂,降低洗涤液的再生成本,提高工艺的能效。
低温甲醇洗工艺的节能改进方法包括优化工艺参数、改进设备和采用新技术。
通过以上方法的综合应用,可以有效提高低温甲醇洗工艺的能效,降低能耗和环境影响,实现可持续发展的目标。
希望本文能够为相关领域的工程技术人员提供一些参考和借鉴。
低温甲醇洗工艺流程优化研究摘要:随着大型煤化工的发展,低温甲醇洗具有气体净化度高、能耗低且工艺成熟等优点已经在煤化工行业的气体净化中有了广泛的应用:如煤制甲醇、煤制合成氨、煤制油及煤制天然气等领域。
低温甲醇洗自上世纪50年代开发至今,流程已经相当成熟,目前国内低温甲醇洗装置主要以林德、鲁奇等工艺居多。
近几年,随着国内对低温研究的深入,低温甲醇洗已经完全可以做到国产化,但在小规模应用较多,大规模的仍以国外引进技术居多。
关键词:低温甲醇洗;工艺;流程优化1低温甲醇洗技术的工艺原理1.1低温甲醇洗技术工艺原理(1)低温高压状态下,甲醇溶液中加入酸性气体,其溶解性很大,甲醇的循环量有限,动力消耗值比较高。
(2)在这个过程中含有非常大的净化值,甲醇洗的处理塔内排出的CO2经过处理后仅含有7mg/L,CH3OH的含量约为9mg/L,S的含量低于1mg/L,因此工艺的优势比较明显。
(3)选择性较好,在这个工艺中,甲醇内具有酸性的气体的溶解度非常高,大约是H2的100倍以上,在反应的过程中消耗的气体总量可以忽略不计。
(4)甲醇是非常优质的吸收剂,甲醇在制取的过程中价格比较便宜,费用比较低,制取的原料也容易获取。
1.2低温甲醇洗的工艺原理(1)变换气从进料器中经过后,然后分别进入分离器、冷却器,分离器中分离的气体进入CO2吸收塔里,经过H2S、CS2和CO2后,处理后的气体上升排出塔外,再穿过一级和二级冷却器,气体温度升高后进入甲醇合成单元之中,压缩成一个单元。
(2)多次冷却过后,含量较低的甲醇到CO2吸收塔的上部区域,甲醇液体从上而下与变换气逆流进行充分的接触,将气体中的CO2除去,CO2的含量通过甲醇循环量的大小进行调节。
在中间过程中引出的甲醇液使用氨冷器进行冷却,从而减少溶解热引起的升温的不利影响。
(3)在吸收塔底部,甲醇的液体几乎都能流入闪蒸罐之中,余下的少量液体先经过氨冷器,再经过回流后运送至脱硫处内,在这个过程中H2S和CS2被吸收,从塔内流出的含硫液体重新回到硫甲醇的蒸汽罐之中。
低温甲醇洗预洗再生系统优化改造低温甲醇洗预洗再生系统是工业生产中常用的一种设备,它能够有效地去除废气中的有害物质,净化出口气体,保护环境和人体健康。
随着工业生产的不断发展和环保要求的不断提高,传统的低温甲醇洗预洗再生系统在一些方面已经显露出一些不足,需要进行优化改造。
本文将就低温甲醇洗预洗再生系统的优化改造进行深入探讨。
低温甲醇洗预洗再生系统在运行中存在着能耗较高的问题。
传统的系统通常采用蒸汽加热再生方式,而且还需要大量的冷却水进行冷却,造成了较大的能源浪费。
为了降低系统的能耗,可以考虑采用新型的节能方式,比如采用换热器进行热能回收,利用余热进行再生, 或者采用新型的再生材料,如石油醚等低温挥发性溶剂,来替代甲醇,从而降低再生温度,减少再生能耗。
这样不仅能够降低能耗,而且还能够减少企业的生产成本,提高系统的经济性。
低温甲醇洗预洗再生系统在运行中存在着占地面积大的问题。
传统的系统通常体积较大,比如再生塔,冷却器等设备都需要占据较多的空间。
为了解决这一问题,可以考虑采用紧凑型再生系统,改变传统的立式再生塔为横式再生塔,或者采用多级再生塔的方式,将多个再生塔进行层叠,从而减少系统的占地面积。
也可以考虑采用模块化设计,将再生设备进行分块式设计,以便于各个模块的拼接和组装,从而节约占地面积。
低温甲醇洗预洗再生系统在运行中存在着操作维护难的问题。
传统的系统通常操作较为复杂,需要进行定期的维护保养,而且操作过程中需要注意到反应温度、再生温度、再生压力等多个参数,操作过程需要较高的技术要求。
为了解决这一问题,可以考虑采用自动化控制系统,将传感器与计算机相连,实现对系统的智能监测和控制。
可以对设备进行改进设计,采用高效结构和材料,从而提高设备的稳定性和寿命。
制定完善的操作规程和管理制度,进行人员的技术培训,提高操作人员的技术素质,也可以有效地提高系统的操作维护水平。
低温甲醇洗预洗再生系统优化改造是一个有着重要意义的命题。
2019年10月要,冲砂不严重的浅井可以通过捞砂操作的工艺,把井筒当中沉积的砂石颗粒捞起,这样可以达到有效的清砂作用。
4油井防砂配套技术4.1地层预处理技术对于钻井时产生的油井伤害等问题,在防砂前一定要做好酸化解堵、油层炮眼清洗等相关预处理的工作,将钻井液污染等情况有效的进行控制,避免堵塞地层产生影响。
依照储存粘土矿物含量的情况合理的进行防风剂的选择,避免地层粘土出现运移和膨胀等情况,这样才能更好的对油层进行保护,让油层近井地带污染的情况得到降低。
4.2抑砂挤压充填工艺因为高岭土、伊利石等遇水破碎会将油层堵塞,所以需要采取抑砂挤压充填的方式,首先通过前置体型高分子膜溶液完成抑砂固结的工作,在操作的过程中可以达到非常好的“稳砂”效果,有效的防治细粉砂在瞬间产生移动的过程中出现的伤害,最后需要与实际情况相结合,依照储存的特点合理的进行相关方法的应用,加强控制,做到防砂。
4.3高温涂料砂封口技术高温涂料砂在常温下往往具有非常稳定的结狗,不会出现黏合聚合的作用,在高温蒸气条件下依然可以保持渗透率不变。
与此同时,在填充的时候涂料砂末端被携砂液带入到油井出砂的位置,填充液在贮气的条件下因为高温蒸汽的影响而出现交联固结的效果,可以做到防砂的效果。
4.4螺杆泵举升工艺螺杆泵在运用的过程中,携砂能力强而且耐磨平稳,对于出砂较为严重的油层,可能是加工工艺不合理或者工作制度不完善,一定要严格依照国家的相关规定对空心杆杆体的性能进行检测,确保油井在生产的过程中,按要求进行操作,另外还需要专门设置相关的抽油杆扶正器,对相关工艺流程进行优化,让螺杆泵举升工艺的适应性提高。
5结语分析探讨油井防砂的相关工艺,科学的采取相关的措施进行防砂,可以将油井出砂的影响得到有效的控制,让油井开采的效率提高,将油井出砂造成的危害降低,通过最佳的防砂措施可以让油田生产过程中的各种能耗降低,符合油井开发过程中经济需求,压力填充防砂技术在应用的过程中可以符合压裂解堵的具体效果,可以让油井的生产水平提高。
低温甲醇洗工艺甲醇消耗高研究及优化发布时间:2021-10-09T06:04:50.065Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷15期作者:孙健薛海峰[导读] 低温甲醇洗净化法是由德国Linde公司和Lurgi公司在20世纪50年代共同开发的一种气体净化技术,其原理是酸性气体会在低温甲醇吸收溶剂中呈现出良好的溶解性,尽可能的实现脱除原料中的酸性气体孙健1 薛海峰11 陕西长青能源化工有限公司,宝鸡市 721000摘要:低温甲醇洗净化法是由德国Linde公司和Lurgi公司在20世纪50年代共同开发的一种气体净化技术,其原理是酸性气体会在低温甲醇吸收溶剂中呈现出良好的溶解性,尽可能的实现脱除原料中的酸性气体。
目前广泛应用于煤制甲醇与煤制天然气等领域中,本文中将分析了甲醇消耗高的问题,通过工艺系统的改进可以降低甲醇的消耗,同时也可以改善对区域内环境的影响,增强系统的功能性和稳定性。
关键词:低温甲醇洗工艺;技术改进;工艺优化0前言甲醇是一种非常重要的碳一化学基础产品,在化学工业研究中占据着非常重要的地位,目前被广泛用于甲醇燃料、汽油添加剂等生产制作。
近些年随着生产技术和生产装置的更替,越来越多的厂区面都临着低温甲醇洗工艺技术改进的问题。
在实际改进过程中需要对工厂原有的低温甲醇洗工艺进行模拟,确保模拟与实际相吻合,在确保物性方法合理的前提下对工厂初期的工艺流程进行分析,提出合适改进方案。
改进的目的是为了减少甲醇的消耗,以及再生塔与甲醇水分离塔再沸器在运行期间的负荷。
在本文中所提出的改造方案不仅切实可行,还可以降低成本投资,为厂区工程改造提供有效的指导意见。
1低温甲醇工艺简介(1)低温甲醇洗在原理上划分,属于一种物理吸收法。
我公司煤制甲醇装置采用德国林德公司的“低温甲醇洗”专利工艺,其作用是将变换气中的H2S、COS等对甲醇合成有害的气体脱除掉,同时需要脱除合成气中大部分CO2,使出低温甲醇洗工序的甲醇合成净化气中总硫≤0.1ppm,CO2达到2.0~4.0%,以满足甲醇合成的要求;同时对装置内H2S浓缩塔解吸的酸气进行浓缩,使H2S浓度≥20%,送硫回收工段进行回收处理。
低温甲醇洗装置运行中出现的问题及解决措施低温甲醇洗装置是一种用于去除煤气中硫化氢和二氧化碳的设备,通常用于天然气净化工艺中。
在运行过程中,由于煤气成分复杂、工艺条件变化等原因,可能会出现一些问题。
本文将就低温甲醇洗装置运行中可能出现的问题进行分析,并提出相应的解决措施。
一、问题一:甲醇损耗过大甲醇在低温甲醇洗装置中起到溶解硫化氢和二氧化碳的作用。
如果甲醇损耗过大,不仅会增加生产成本,还会影响设备的正常运行。
甲醇损耗过大的原因可能有多种,包括:1. 煤气中硫化氢和二氧化碳含量过高,导致甲醇消耗过多;2. 操作不当,例如温度、压力控制不当导致甲醇挥发损失;3. 设备本身存在泄漏,导致甲醇损耗。
解决方式:1. 对原料煤气进行预处理,降低硫化氢和二氧化碳的含量;2. 对操作人员进行培训,加强操作规程的执行;3. 定期对设备进行检查和维护,及时发现并修复泄漏点。
二、问题二:结垢和结晶在低温甲醇洗装置中,甲醇会受到低温的影响,容易结晶或结垢,导致设备堵塞或性能下降。
1. 适当提高操作温度,避免甲醇结晶;2. 对设备进行定期清洗,避免结垢影响设备运行;3. 优化设备结构,设计合理的排污系统,避免结垢产生。
三、问题三:设备堵塞1. 设备运行中定期清理沉淀物;2. 增加过滤器,防止杂质进入设备引起堵塞;3. 提高操作技能,防止操作不当引起设备堵塞。
四、问题四:设备性能下降低温甲醇洗装置在长期运行中,可能会出现设备性能下降的问题,表现为去除硫化氢和二氧化碳效果降低。
1. 定期对设备进行检修和维护,保持设备的良好状态;2. 加强操作管理,避免操作不当引起设备性能下降;3. 对设备进行适当的改进和优化。
低温甲醇洗装置在运行中可能会出现各种问题,但只要我们加强设备管理、提高操作技能、定期维护保养,就能有效地解决这些问题,确保设备正常运行,保证生产安全和生产效率。
低温甲醇洗工艺系统分析及改进张慧萍新疆庆华能源集团有限公司新疆835100摘要:随着生产的发展,新设备、新工艺、新技术的不断引进,如何结合生产实际将其消化、吸收,做到生产效益最大化是更新改造的初衷,也是唯一的目标。
生产过程中产生的含酚污水得不到彻底处理,而直接排放,污染环境,危害人体健康。
这些都是与当今社会发展所要求的以人为本,关爱健康的时代主题所不及。
因此采用技术先进、低能耗的低温甲醇洗和低温液氮洗合成氨气体净化工艺,既能治理环境污染,又能提高经济效益的技术改造势在必行。
产品气关键词:尿素;低温甲醇洗;CO2引言随着科技的进步,国家对安全环保要求的提高,传统小氮肥行业面临巨大的生存和竞争压力,纷纷转型,进行升级改造,采用更为先进的合成氨生产技术,降低成本,谋求生存与发展。
传统合成氨气体净化脱碳技术如碳酸丙烯酯吸附法、变压吸附等被更先进、更清洁、更稳定的低温甲醇洗工艺取代,低温甲醇洗工艺是20世纪50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。
我国针对低温甲醇洗工艺的研究开始于20世纪70年代。
20世纪80年代,在我国高等院校和科研机构的配合下,中国石油化工集团有限公司等企业开始了低温甲醇洗项目的检测工艺研究,并获得了国内专利。
20世纪90年代,我国的低温甲醇洗工艺已经取得了国际先进水平。
目前,低温甲醇洗工艺经过无数次创新和完善,在化工生产装置上得到了普遍应用。
着重在CO产品气提压方面和作为尿素2产品气作为尿素生产的原生产原料供应上进行优化改进。
低温甲醇洗脱除的CO2料气,其压力和纯度直接影响尿素成本和效益。
1.低温甲醇洗工艺发展低温甲醇洗工艺作为一种高效、节能、环保的酸性气体净化方式,在国内外的化工相关产业领域具有广泛地关注和应用。
该工艺由鲁奇公司和林德公司联合研发而成,1954年在南非建成了工业化的第一套低温甲醇洗装置,距今已有60多年的发展历史。
自第一套工艺装置诞生之后,林德公司和鲁奇公司根据原料煤的种类、煤气化方式、后续加工方法等特点的不同,分别对原工艺流程进行了优化和改造,各自形成了具有自己公司技术特点的低温甲醇洗一步法和两步法工艺流程,对气体净化效率和能量利用率都有了显著提高。
低温甲醇洗工艺改造方案探讨介绍了兖矿国宏化工有限公司500kt/a煤制甲醇中的低温甲醇洗装置存在的问题。
针对这些问题提出了低温甲醇洗系统改造方案。
标签:低温甲醇洗改造技术方案0引言本厂是采用的以兖矿北宿矿的高硫煤为原料年产50万吨的甲醇项目。
低温甲醇洗工艺采用的德国鲁奇专利,中国五环化学工程公司承担详细设计。
整体工程干2006年1 2月建成并顺利投产。
低温甲醇洗工艺采用的是鲁奇工艺。
该工艺为七塔流程,以甲醇为吸收剂,在高压低温下对变换气中的H2S,COS,CO2实现一次性脱除,属物理吸收过程:吸收后的甲醇富液采用减压解析,气提和加热再生后循环利用。
本文就低温甲醇洗工艺运行过程中出现问题以及设计缺陷。
针对问题加以改造,提出了自己的改造方案。
1实际运行中存在的问题及原因分析1.1存在的问题一系统运行过程中出现了吸收塔11段L109积液现象严重的影响了系统的安全稳定运行。
吸收塔工艺流程如下:气化过来的变换气进入吸收塔lV段的预洗段,在此微量组份如NH。
和HCN被一小股来自H2S吸收塔进料冷却器(E2205)的低冷富甲醇吸收。
其流量由FV07控制。
涤完的含氨甲醇在液位LV08控制离开塔底去热再生塔下,预洗甲醇离开塔底,送到热再生塔再生。
预洗后的气体通过一个升气管进入吸收塔…段的H2S主洗段,H2S和COS在此被来自吸收塔11CO2吸收段的含饱和CO2的甲醇所洗涤。
洗涤流量由FV06控制。
洗涤后的富H2S甲醇在LVlO控制下离开吸收塔去中压闪蒸塔闪蒸再生。
脱硫后的气体通过另一个升气管进入吸收塔吸收段的低段洗涤部分。
在T2201的CO2吸收段中,用冷的热再生后的甲醇作为精洗甲醇通过FV09进入吸收塔I段进行洗涤。
流量由FV09控制。
气体经塔顶换热去压缩合成。
由于CO2的吸收热,甲醇温度显著升高,吸收能力下降。
因此甲醇沿塔下流过程中要被引出冷却以提高吸收能力。
富CO2甲醇在CO2甲醇中间冷却器EO4中被制冷剂冷却后进入吸收塔ll 段洗涤脱出完H2S和COS的原料气。
低温甲醇洗工艺的技术优化摘要:对低温甲醇洗工艺的具体操作过程及其性质,并通过结合其具体状况提出相应的完善计划,在保证技术达到标准、操控简单便捷的同时,加大对装置的能源消耗、操作成本以及缩减设施等方面的研究力度,降低相关的资金成本。
同时,为后期其他的低温甲醇洗工艺的流程规划作为参照标准。
关键词:能源消耗;资金投入;技术完善一、项目概况在我国现阶段,通过炼油设备向各个工业部门提供其所需要的氢气,从石油焦中制取氢气的设备就是其中之一。
石油焦炼制氢气就是通过相关工艺方式将石油焦气化炼制成品质较差的半成品,随后还要架设一整套价格超过10万Nm3/d的更为精密的设备,用来增加各工厂所用氢气的质量。
使用一些工厂的工业废料(高硫石油焦)作为制取氢气的原材料,制取的氢气能够满足多数工厂成品油加氢完善的标准,与此同时,使用工业生产的“废品”来制取氢气,还能够在极大程度上减少相关工厂制取氢气时的资金投入,可以增加该企业的盈利,并且还能够加强相关企业对于市场上各种不可控的、威胁大的风险因素的抗压能力。
低温甲醇洗工艺的主要作用就是,将环境压力控制在5.6MPaG,并在此环境下用于降低一些上游制取工艺制取的含有大量例如H2S、COS以及CO2等一些酸性气体变换气中的酸性物质。
二、低温甲醇洗工艺的工作原理低温甲醇洗工艺通过物理手段,吸收变换气中的H2S、COS以及CO2等一些酸性气体,同时,在高压强和低室温的环境下,甲醇也可以吸收H2S、COS以及CO2等一些酸性气体,含有大量H2S、COS以及CO2等一些酸性气体的富甲醇可以借助闪蒸或是加热的方式达到重复使用的目的。
具体性质如下:(1)可以去除掉原料气体中例如COS、、CO2、HCN、NH3、RSH、H2S以及芳香烃、粗汽油、石蜡烃等无用成分,并且去除效果显著。
(2)能够在同一个吸收塔里选择性地对相关原料气体进行除碳或是除硫处理,与此同时,相比于CO2,H2S具有更高的溶解度,进而方便在吸收塔内不同区域进行对无用成分的去除处理,最终达到回收硫酸的目的。
鲁奇低温甲醇洗酸气提浓的操作优化张成祥;张先春;宋淑群【摘要】针对兖矿国宏化工有限责任公司50万t/a甲醇项目鲁奇低温甲醇洗装置酸气浓度较低的问题,依据德国鲁奇公司提供的低温甲醇洗物料平衡表,对热再生塔和甲醇水分离塔进行了物料平衡计算。
计算结果表明,CO2浓度为65.682%,降低CO2含量可提高酸气浓度,故采取了关闭预洗甲醇调节阀、提高酸气浓度的操作方法,使酸气中H2 S浓度由32%上升至44%。
%In allusion to problem that the concentration of acid gas is relatively lower in the Lurgi Rectisol plant of methanol project with a capacity of 500 000 t/a in the Yankuang Guohong Chemical Engineering Company Ltd. , material based on material balance list of Rectisol plant, provided by German Lurgi Company, material balance calculation was made for the heat regeneration tower and methanol water separation tower. Calculating result indicates that CO2 concentration is 65. 682%, decreasing CO2 content can increase the acid gas concentration, therefore adopting these operating methods, such as closing the adjusting valve for prewashing methanol and increasing acid gas concentration, that can make increasing the H2 S of acid gas concentration from 32% to 44%.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P38-40)【关键词】鲁奇低温甲醇洗;酸气提浓;预洗甲醇;硫回收【作者】张成祥;张先春;宋淑群【作者单位】兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城 273500;兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城 273500;兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城 273500【正文语种】中文【中图分类】TQ223.1211 酸气浓度提高的重要性及工艺进展1.1 酸气浓度提高的意义近年内,国内外投入运行了数百套低温甲醇洗工艺的气体净化装置,在煤化工企业的使用中普遍存在酸性气体浓度不高的问题。
Chenmical Intermediate242013年第03期科研开发赵军摘要:分析了中原大化公司Lurgi 低温甲醇洗操作工况,详细介绍了硫超标、精馏废水CO D 超标、系统氨超标及补充甲醇量较大等生产问题产生的原因,提出了具体的优化操作方案,以期对低温甲醇洗的工艺操作有较大帮助。
关键词:低温甲醇洗硫超标COD 超标氨超标补充甲醇中图分类号:TQ214文献标识码:A文章编号:T 1672-8114(2013)03-024-04(河南煤业化工集团中原大化公司河南濮阳457004)1引言河南煤业化工集团中原大化公司年产50万吨甲醇装置始建于2006年,其中低温甲醇洗装置采用Lurgi 生产工艺,经脱硫脱碳后的净化气,要求总硫<0.1ppm ,CO 2<3.14%,净化气的硫含量及CO 2含量指标直接影响到甲醇合成工段粗甲醇的产量和甲醇合成催化剂的使用寿命。
中原大化公司甲醇装置开车以来,低温甲醇洗工艺出现的问题主要有硫超标(净化气硫超标和六塔尾气硫超标)、五塔精馏废水COD 超标、系统氨超标及补充甲醇量较大等问题。
本文着重探讨低温甲醇洗工艺的优化操作,以期为低温甲醇洗工艺的生产操作提供帮助。
2Lurgi 工艺流程简介中原大化公司Lurgi 低温甲醇洗工艺流程如图1:从变换装置来的原料气(40℃,3.4MPa)送入低温甲醇洗原料气/合成气换热器05E001经换热后进入到原料气深冷器05E002,被液氨冷却到10℃左右,再进入到氨洗涤器05C007的下部,经洗涤后的原料气经低温气体换热后进入气体吸收塔05C001的底部,原料气自05C001下部向上依次进入H 2S 预洗段、H 2S 吸收段、CO 2洗涤段、CO 2吸收段,经脱硫脱碳合格的净化气送入甲醇合成原料气压缩机入口。
吸收过H 2S 和CO 2的饱和甲醇进入中压闪蒸年产50万吨甲醇Lurgi 低温甲醇洗工艺操作优化分析塔05C002中压闪蒸,闪蒸出的CO 2气体经回收冷量后送入二氧化碳压缩机,经加压后用于输煤。
再浓缩后的富H 2S 甲醇分两部分送入再吸收塔05C003的在吸收段和H 2S 浓缩段。
再吸收塔05C003中富CO 2甲醇经N 2/CO 2气体送入尾气洗涤塔05C006,经洗涤回收甲醇和部分H 2S 气体后直接排放。
05C003底部的富H 2S 甲醇回收冷量后送入热再生塔05C004,经热再生合格的贫甲醇经氨冷器降温后作为主冲洗甲醇送往吸收塔05C001,再生出的H 2S/CO 2混合气送往克劳斯硫回收工段。
热再生后的一小部分甲醇送往甲醇水精馏塔05C005进行精馏,分离出系统水。
尾气洗涤塔05C006的洗涤水作为进料送往05C005的中部,精馏废水排往废水处理装置。
3.低温甲醇运行工况问题及原因分析3.1净化气硫超标中原大化公司低温甲醇洗装置2008年5月开始运行以来,多次出现甲醇合成气硫化氢超标问题。
2009年6月运行期间,曾出现持续性超标,甲醇合成气中硫化氢含量达到1.32×10-6以上,经过多次优化调整,硫化氢持续超标问题没有明显改善,置换系统循环甲醇后,才有效控制了出口硫化氢的含量。
现将本装置运行期间导致甲醇合成气中硫含量超标的因素分析如下。
(1)原料气硫含量较高原料气中硫含量高会增加吸收塔的负荷,造成总硫超标,特别是COS 等有机硫由于在低温甲醇中溶解度相对较低,不易脱除。
净化气硫超标会造成甲醇合成催化剂中毒及失活,金属硫化物的累积会使得催化剂易烧结,会进一步使得甲醇合成塔的压差高,增加了压缩机作者简介:赵军(),男,工程师,目前从事化工项目的发展规划工作1974-功耗,同时催化剂床层在高压差下容易粉化破碎,会进一步恶化催化剂的催化活性和效率,缩短催化剂的使用寿命。
原料气中的总硫超标的主要应对措施是加大原料气洗涤塔05C007的处理能力,增加洗涤水的量,尽可能大的去除原料气中的H2S气体。
然而加入过多的洗涤水难免会造成原料气中水含量夹带较多,给系统带入过多的水分,进而影响低温甲醇的吸收效果。
因而需要对现有原料气洗涤塔进行改造,增加现有洗涤塔塔盘或新增一台洗涤塔以提高洗气效能。
(2)再生甲醇不合格来自05C004再生甲醇经氨冷器降温后作为主冲洗甲醇送往05C001的CO2吸收段。
再生甲醇中如果含有过多的水分会降低其吸收效率,使得净化气中的CO2和H2S气体超标。
造成热再生甲醇不合格的主要原因有05C004热再生塔负荷较重,系统氨累积造成05C004冷凝器效率低等。
再生甲醇不合格的主要因素是系统甲醇水含量超标或粉尘颗粒物过多造成的低温甲醇吸收能力下降。
其中最主要的因素是05C004热再生塔处理量超过设计值,具体的优化方案是在05C001中尽可能使低温甲醇吸收饱和,尽量使甲醇的循环量维持在设计值。
系统循环甲醇粉尘颗粒物过多的主要应对措施是在分别在05P004至05C001循环甲醇管线和05P004至05C005循环甲醇管线增设粉尘过滤器。
中原大化公司2011年初投运两台过滤器后,系统循环甲醇的粉尘含量降到了较低的水平。
系统氨累积造成5冷凝器效率低会使得5顶部回流甲醇的温度过高,降低了上部塔盘的分离效率,造成系统甲醇水含量超标,因而应当定期检测系统循环甲醇的氨含量,氨含量高时要及时排氨,置换新鲜甲醇[1]。
(3)系统操作条件(压力,温度)气体的吸收受平衡分压的影响,系统操作压力过低会降低低温甲醇的吸收能力,同时低温甲醇的温度对其吸收能力也有较大影响。
低温甲醇洗液氨制冷量不足时必须减小系统的处理负荷,会严重影响甲醇的产量和产品的综合能耗。
因而在操作过程中应当尽量避免原料气的压力波动和适量增加冰机的运行负荷。
同时,05C003气提氮气的量和压力会对系统的温度有一定影响,进口氮气压力提高会增加05C003塔内气体的闪蒸量,进而进一步降低系统温度,压力过高会造成汽提气体空速增加,进而可能引起再吸收塔液泛,将过多的甲醇带出系统。
系统压力波动的主要原因是煤气化装置的氧负荷的波动,当前受制于煤气化装置原料煤煤种变化,往往造成气化装置系统压差高,甚至十字架积灰、堵渣,进而造成煤气化装置的氧负荷波动,因而低温甲醇洗装置应当根据煤气化装置的氧负荷变化,适当调整循环甲醇量以尽量减少系统消耗。
(4)再生甲醇的循环量再生甲醇的循环量对低温甲醇的整体运行工况有较大影响,再生甲醇循环的量过大,使得富甲醇吸收能力未达到饱和,从而增加热再生塔的负荷,进而对再生甲醇的质量造成较大的影响。
循环量过小会使得已经吸收饱和的甲醇不能吸收过量的O和S气体,进而使净化气硫超标。
图1中原大化公司Lurgi 低温甲醇洗工艺流程0C0040C004C2H2Chenmical Intermediate262013年第03期因而,在实际操作过程中,需要优化系统中甲醇的循环量尽可能的维持在设计值,使整体工况最优化。
(5)系统氨含量当变换气中NH3含量过高或05C007对NH3的洗涤效果差时,会导致进入低温甲醇洗装置中净化气的NH3含量增加。
系统NH3在再生塔05C004中不容易脱除,会逐渐积累。
当NH3的含量达到一定程度时,NH3会与H2S在热再生塔中生成(N H4)2S,(N H4)2S溶解于循环甲醇中,并随着甲醇循环返回到吸收塔内,在塔顶分解成H2S和NH3,进而导致净化气中总硫超标[2]。
因而在系统氨含量超标时要进行适当的甲醇置换,确保系统中的氨含量维持在适当的水平。
(6)05C003汽提氮气不足低压氮气主要用作吸收塔05C003汽提气,系统开车初期,由于整套煤化工装置氮气供应紧张,不能满足H2S浓缩塔正常循环时氮气需求量,导致CO2在05C003塔中解析的量少,自然会在05C004塔中解析的量多,增加了热再生塔05C004的负荷,从而影响了H2S在热再生塔中的解析,导致H2S随塔釜甲醇带入贫甲醇罐中,是H2S含量超标的原因之一。
因而在实际生产操作过程中要逐步增加煤气化装置的氧负荷,同时低温甲醇洗装置导气时要逐步增加负荷。
由于系统开车初期的氮气的供应量比较紧张,也有些企业尝试净化气作为汽提气的探索[3],不过考虑到使系统尽快达到稳定,不建议采用净化气作为汽提气。
3.2精馏废水COD超标低温甲醇洗装置甲醇水精馏塔05C005塔底排放的废水中甲醇浓度过高会增加废水的处理难度。
由于当前甲醇生产装置的污水均采用活性污泥处理,甲醇废水中COD偏高会造成活性菌类死亡,进而影响污水的处理能力。
影响甲醇水精馏塔废水COD超标的主要原因有05C005再沸器热负荷不足(或换热器泄漏),05C006进料洗涤水量超出设计值,05C005再沸器热负荷过高等原因。
再沸器热负荷低会使得精馏塔液体蒸发量小,分离能力不足;再沸器热负荷过高,会使得自05C004返回的回流甲醇的温度过高,进而影响精馏塔的分离效率。
而来自05C006的洗涤水过量会超出05C005的处理能力,造成废水COD超标。
在实际生产操作过程中,应尽量维持05C006洗涤水的量在设计值。
在系统开车初期,要尽量缓慢的增加55的再沸器负荷,避免精馏塔的工艺操作波动,必要时自罐区引入新鲜甲醇。
3.3系统氨超标为了减少设备的腐蚀、延长设备的使用年限和运行周期,现低温甲醇洗工艺都会允许系统中存在一定含量的NH3。
但必须要严格控制NH3在低温甲醇洗系统中的含量,如果NH3含量低会造成设备腐蚀的加剧;NH3含量高则会造成甲醇热再生系统铵盐结晶,堵塞热再生塔05C004冷凝器;当NH3含量高到一定程度就会造成工艺气中硫含量超标。
所以必须要控制好低温甲醇洗系统中的N H3含量。
低温甲醇洗系统中的NH3主要由工艺气带入系统中,这部分NH3是在气化炉中形成的。
煤炭中含有的氮元素和氧气中残留的氮气在气化炉中与氢元素反应而形成NH3。
生成的大部分N H3被水洗脱除,小部分NH3随着工艺气进入到低温甲醇洗系统中,并在低温甲醇洗系统中积累。
为了防止积累在甲醇洗系统中的NH3无法外排,在低温甲醇洗系统中也设计有排氨管线。
可以通过定期打开排氨管线来排除系统中的NH3[4]。
3.4补充甲醇量过大造成低温甲醇洗甲醇损失量的主要原因是气体夹带和甲醇水分离塔05C005废水CO D超标。
其中可能的损失主要有:(1)吸收塔净化气出口甲醇含量高吸收塔05C001主冲洗甲醇的温度过高会导致净化气中甲醇平衡分压增高,导致主洗塔出口的净化气夹带的甲醇量增多[5]。
净化气中甲醇含量过高会在一定程度上抑制甲醇合成反应的反应平衡,增加循环气体的量,进而增加甲醇合成的能耗。
因而在操作中应适当增加冰机负荷,尽可能的降低主冲洗甲醇的温度。
(2)克劳斯尾气甲醇含量高从热再生塔05C004热再生段出来的克劳斯气体温度偏高,甲醇冷却回收不彻底,或克劳斯气体分离器05D001、回流罐05D003液位不准而导致甲醇携带量大。