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变脱气冷却器技改总结

[日期:2016-08-04] 来源:《中氮肥》2016年第4期  作者: [字体: ]

变脱气冷却器技改总结

 

念吉红

(云南云天化股份有限公司云峰分公司,云南 宣威655413

 

[摘  要]云天化云峰分公司80 kt/a合成氨装置NHD脱碳系统配套ADA湿法变换气脱硫工艺,变换气脱硫塔出口“飞泡”现象频繁发生,杂质带至后工序,堵塞变脱气冷却器,污染NHD脱碳剂。经过一系列技改,并将变脱气冷却器改为分开的一级、二级2台换热器后,取得了良好的效果。

[关键词] NHD脱碳系统;ADA湿法脱硫;变脱气冷却器;堵塞;技改

 [中图分类号] TQ 113.26+4.[文献标志码]  B   [文章编号] 1004-9932201604-0032-02

 

为与双硝工程配套,云天化云峰分公司于1998年开始建设 80 kt/a合成氨装置NHD脱碳系统,配套ADA湿法变换气脱硫系统,2001年投产。ADA湿法变换气脱硫系统工艺流程如下。

变脱来变脱气经水洗后进入变脱气冷却器,被低压闪蒸气和净化气冷却,并在分离器中分离掉水分后进入脱碳塔,气体在塔内向上流动的过程中与自上而下的NHD溶剂接触,气体中的CO2被吸收,通过位于塔顶的除沫器离开脱碳塔,再经净化气分离器分离掉夹带的雾沫后进入变脱气冷却器,之后送至压缩五段入口。气提空气由风机供给,风机入口设有过滤器,过滤后的空气经空气冷却器后与气提塔放空气换热,进入空气分离器分离掉水分后进入气提塔底部。

变脱气流程:1#2#变脱来变脱气→水洗塔(副线阀)→变脱气冷却器→变脱气分离器→脱碳塔→净化气分离器→变脱气冷却器→压缩五段入口。

高闪气流程:高压闪蒸槽→压力调节阀→高闪气分离器→压缩三段入口。

低闪气流程:低压闪蒸槽→压力调节阀→低闪气分离器→变脱气冷却器→放空。

问题的提出

合成氨厂变换系统原来为中温变换,配套氧化锌脱硫系统,氧化锌脱硫槽出口H2S含量≤50 mg/m3。对变换系统进行全低变改造后,变换催化剂改为宽温耐硫的钴钼系催化剂,为保证不析硫,变换炉入口H2S要求大于80 mg/m3,变换炉出口H2S含量150200 mg/m3。另外,由于全低变配置增湿器,变换系统余热不能满足氧化锌脱硫的催化剂活性温度,故将氧化锌脱硫系统拆除。

ADA变换气脱硫系统设计变换气脱硫塔后配置活性炭脱硫,活性炭脱硫后H2S含量≤5 mg/m3,氧化锌脱硫系统拆除后,变脱入口H2S含量大幅升高,负荷加大,塔内气体空速加大,系统循环量上升,变换气脱硫塔出口“飞泡”现象频繁发生,杂质带至后工序后,堵塞变脱气冷却器,污染NHD脱碳剂;同时,由于变脱气冷却器堵塞,脱碳入口气体温度由18 ℃升到25 ℃,脱碳塔内NHD溶剂温度升高,进而又影响脱碳效果。另外,为满足合成氨系统节能降耗的要求,减少蒸汽用量,1#脱碳系统降低了生产负荷,停运了半贫液泵,导致2#脱碳超设计负荷运行(2#脱碳设计气量45 000 m3/h,实际运行最高气量达到59 360 m3/h)。由于堵塞,变脱气冷却器压差不断上升,不得不配一副线予以调节,导致脱碳系统进口气体中饱和水蒸气含量增高,增加了脱水负荷。

为此,2005年经公司领导审批同意,合成氨厂(原净化车间)于200511月大修时对变脱气冷却器进行了改型更新,将其换热面积由原来的640 m2增大至960 m2。运行1 a后,至2007年,变脱气冷却器压差逐步上升,再次投用变脱气冷却器副线,而且变脱气冷却器堵塞后,最多5个月就必须进行清洗,于是合成氨厂专门在变脱气冷却器旁增设了清洗装置,每次清洗时间为3 d。由此可见,变脱气冷却器成为制约合成氨装置稳产高产的瓶颈。

变脱气冷却器设备状况

变脱气冷却器用于变脱气、净化气及低闪气换热,设备由壳体、封头、换热翅片及变脱气、净化气、低闪气进出口管组成。

1)设备主要性能参数。外形尺寸1 100 mm×1 120 mm×2 600 mm,换热面积960 m2;设计气量≤60 000 m3/h,设计温度-550 ℃。最高工作压力:变脱气2.9 MPa,净化气2.7 MPa,低闪气0.03 MPa;设计压力:变脱气3.0 MPa,净化气3.0 MPa,低闪气0.06 MPa

2)设备运行状况:2#脱碳变脱气冷却器副线全开,气量39 00042 000 m3/h,变脱气冷却器运行参数详见表1(技改前)。

更多内容详见《中氮肥》2016年第4

 

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