低温甲醇洗系统铵盐结晶的成因及其影响

低温甲醇洗系统铵盐结晶的成因及其影响

刘艳霞，张宝珠，乔磊友，张  鹏

（河南心连心化肥有限公司，河南 新乡453731）

［摘  要］针对一起低温甲醇洗热再生系统铵盐结晶的事故，结合系统工艺流程及铵盐结晶现象进行原因分析，介绍常规复热处理方式存在的缺陷，以及处理过程中工艺操作方面的改进与预防措施。

［关键词］ 低温甲醇洗；热再生系统；铵盐结晶；原因分析；复热处理；改进措施

    ［中图分类号］ TQ 113.26⁺4   ［文献标志码］B   ［文章编号］ 1004-9932（2016）06-0019-03

0  引  言

我公司低温甲醇洗系统采用大连佳纯气体净化技术开发有限公司的气体净化工艺，该工艺气体净化度高、选择性好，可有效脱除变换气中的CO₂、H₂S、COS等酸性气体，利用CO₂、H₂S在甲醇溶液中溶解度差异较大的特点回收H₂S生产硫磺，副产高浓度CO₂用于尿素生产，并新增改造项目，回收尾气中高浓度的CO₂制成食品级液体CO₂。

1  热再生系统流程简述

低温甲醇洗热再生系统流程如图1所示。H₂S浓缩塔（T1603）底部的富甲醇液经泵（P1603）增压和过滤器（S1602）过滤，在换热器（E1609）中加热到常温后送至N₂气提塔（T1607），经少量N₂进一步气提，使得富甲醇液中的CO₂充分解吸。T1607塔底液体经换热器（E1610）换热后送入热再生塔（T1604）加热再生，硫化物和残余的CO₂随甲醇蒸气由塔顶排出。甲醇蒸气在水冷器（E1612）中冷却后入热再生塔回流罐（V1606），冷凝的甲醇液由回流泵（P1606）送至T1604塔顶，未冷凝的气体分别在酸性气冷却器（E1614）和氨冷器（E1613）中冷却后入酸性气分离罐（V1605），分离后的气体经E1613升温后送至硫回收工段回收硫磺。T1604塔底的高温贫甲醇液由热再生泵（P1605）抽出，经过滤、降温回到贫甲醇贮罐（V1604）中参与循环，小部分的甲醇在过滤后作为回流液进入甲醇水分离塔（T1605）顶部，以分离其中的水分，分离后的甲醇气体送至T1604参与再生，废水则送至污水处理装置。

图1低温甲醇洗热再生系统流程图

2  铵盐结晶现象

2015年6月，低温甲醇洗热再生系统去硫回收系统酸性气流量、压力及温度出现波动，工况出现异常，相关数据如表1所示。

由表1可以看出：① 正常情况下酸性气流量在450～500 m³/h，而从2015年6月份开始，酸性气流量逐步升高，升至800 m³/h左右；② 正常情况下酸性气分离罐（V1605）出口温度（TI16051）为-21～-22 ℃，而当系统波动时TI16051也呈上升趋势，升至-2 ℃；③ 系统波动时T1604塔顶去硫回收系统压差由5～7 kPa升至25 kPa。

表1  低温甲醇洗热再生系统工艺参数

对于上述异常现象，技术人员持2种观点：一种认为是催化剂粉尘带入后系统造成T1604导压管堵塞；另一种则认为是热再生系统铵盐结晶造成上述异常。经过进一步分析论证，对送硫回收系统克劳斯酸性气进行氨含量分析，发现氨含量高达4 500×10^-6，且从V1605底部排出的甲醇液中有黄色晶体状物质，最终确定为铵盐结晶；同时，判断结晶部位集中在热再生塔顶氨冷器（E1613）管程出口，此处正是液氨入口和酸性气温度最低的部位，酸性气中的铵盐在此处有一个冷凝、结晶的过程，最终造成设备堵塞致使其换热能力下降和系统压差增大。

3  铵盐结晶的原因分析及其影响

更多内容详见《中氮肥》2016年第6期