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低温甲醇洗系统环保控制要点及工艺优化

[日期:2019-02-18] 来源:《中氮肥》2019年第1期  作者: [字体: ]

李建峰

(新乡中新化工有限责任公司,河南 获嘉453800

 

       [摘  要] 在当前环保要求日趋严苛的形势下,低温甲醇洗系统的安全、环保运行尤为重要。生产中,新乡中新化工有限责任公司煤制甲醇联产乙二醇项目低温甲醇洗系统不仅存在现场异味大(有害气体逃逸)的环保问题,还存在CO2解吸塔气提不充分、硫回收系统引气开车时间长、热再生塔工艺运行参数控制平衡点不好把控、净化气中CO2含量控制过高或过低、开停车过程中上下游系统之间衔接不好等工艺方面的问题。通过几年来对系统运行情况与经验数据的总结,中新化工对低温甲醇洗系统进行了大量的技改,着重阐述了低温甲醇洗系统环保方面的控制要点及工艺方面的优化措施,并且把一些好的做法在河南能源化工集团成员企业进行了推广。

[关键词]  低温甲醇洗;环保问题;工艺问题;优化措施;总结

[中图分类号]  TQ223.12+1[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201901-0048-04

 

1   

新乡中新化工有限责任公司200 kt/a煤制甲醇项目于20119月投产,200 kt/a煤制乙二醇装置于20123月投产试运行。北京航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司承担整套甲醇装置的详细工程设计,其粉煤气化系统(废锅流程)采用中国航天科技集团自主研发的航天炉(HT-L炉),设计单台航天炉投煤量为750 t/d2台炉(3台航天炉采用两开一备的运行模式)合计煤气(干基)产量达95 000 m3/h;变换系统采用的是低水气比变换工艺;净化系统采用的是大连理工大学的低温甲醇洗工艺,设计处理变换气量158 000 m3/h,操作弹性(负荷范围)为60%110%。低温甲醇洗系统生产的净化气一部分送甲醇合成系统生产甲醇,另一部分送变压吸附系统分离提纯出COH2后送乙二醇系统;含H2S的酸性气送克劳斯硫回收系统生产硫磺,CO2产品气则经压缩机增压后送气化装置输煤系统使用。

航天炉来的粗煤气,经变换后送低温甲醇洗系统净化,由于变换气中含有大量的CO2H2S和少量的有机硫、HCN以及微量的煤泥、催化剂粉尘等杂质,其中的硫化物、HCN等杂质带入甲醇合成系统会导致甲醇合成催化剂活性降低或永久失活,因此必须予以清除。低温甲醇洗系统通过甲醇洗涤脱除变换气中的CO2H2S等杂质,使气体得到净化,被洗涤甲醇吸收的硫化物在甲醇再生过程中富集与浓缩后送硫回收系统进一步处理。

2  系统生产中存在的问题及优化措施

2.1  环保方面

2.1.1  富甲醇取样点改造

富甲醇取样点在取样过程中易产生异味(有害气体逃逸),取样过程环保控制难度很大。为此,通过增设取样置换管线(至地下槽管线),对预洗甲醇、热再生塔(C-2205)塔底、甲醇水分离塔(C-2206)塔顶取样点进行改造,即采用密相取样的方式消除取样置换过程异味逃逸的可能,避免了环境污染,同时也提高了取样的准确性。

2.1.2  槽罐放空管线改造

地下槽、新鲜甲醇罐及污甲醇贮罐的呼吸阀放空设计为就地排放,由于系统排出的甲醇或多或少含有CO2H2S等酸性气,尤其是H2S的溢出对空气的污染较为严重(人体对H2S可感知的浓度仅为0.063×10-6)。为此,在地下槽、新鲜甲醇罐、污甲醇贮罐的放空管线上增设去循环流化床锅炉焚烧的管线,并在就地放空管线增加活性炭过滤器,正常生产期间放空气随硫回收系统尾气送至锅炉焚烧,系统检修时切换为就地放空,依靠就地放空管线上的活性炭过滤器去除H2S等酸性气,对异味起到很好的控制作用。此项改造措施已在河南能源化工集团成员企业中进行了推广,濮阳龙宇化工有限责任公司、河南能源化工集团鹤壁煤化工有限公司已成功实施了类似改造。

2.1.3  热再生塔回流泵排气管线改造

由于热再生塔回流液(以甲醇为主)中H2SNH3含量通常在8 00010 000 mg/L,在回流泵备泵排气时,现场排放的污甲醇气味很大,对周边环境的影响很大。为彻底消除备泵过程中污甲醇气味的影响,将热再生塔回流泵排气管线改为密相排放,引至地下管网。改造后,回流泵备泵排气时现场气味得到有效控制。

2.1.4  酸性气取样点改造

原设计酸性气取样点位于酸性气外送管线上,但在系统开车初期,酸性气浓度偏低,无法满足硫回收系统接气要求,酸性气外送管线上取样点的分析数据不能准确反映酸性气提浓阶段H2S的浓度,即酸性气取样点位置设置不合理。为此,在酸性气分离器出口酸性气提浓管线上增设酸性气取样点(取样分析酸性气中的H2S含量)。改造后,取样的准确性大大提高,低温甲醇洗系统有关工艺指标的调控更为有效。

2.1.5  系统内管廊增设雾化喷淋水系统

在日常的设备检维修、工艺处理作业过程中,难免会出现富含CO2H2S气体的甲醇暴露于空气中,而H2S等气体的闪蒸会造成现场异味。为此,系统内管廊增设雾化喷淋水系统。改造后,设备检维修、工艺处理等过程中的气味得到有效控制,现场工作环境得到很大改善。

2.1.6  热再生塔回流泵改用屏蔽泵

热再生回流泵原设计为离心泵,其运行比较稳定,对介质的洁净度要求不高,但机封泄漏问题一直困扰着我们(机封处异味难以消除)。此处甲醇中的杂质性气体(H2SNH3)浓度最高,微量的泄漏都会导致异味扩散至数公里以外。为彻底解决此问题,将热再生回流泵改为屏蔽泵,且在开车初期和系统运行不稳定时优先使用原离心泵,系统运行稳定后再投用屏蔽泵(原离心泵长期处于备用状态),以确保屏蔽泵的长周期运行。改造后的运行实践表明,屏蔽泵运行状况较好,异味问题得到彻底解决。

更多内容详见《中氮肥》2019年第1

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