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低温甲醇洗系统工艺优化调整小结

[日期:2022-06-15] 来源:《中氮肥》2022年第3期  作者: [字体: ]

谢辉

(安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽 临泉236400

 

 [摘  要]安徽晋煤中能化工股份有限公司300 kt/a甲醇装置采用航天炉制气、可控移热变换、大连理工九塔流程低温甲醇洗工艺。20215月中旬,低温甲醇洗系统出口净化气硫含量超标且小幅波动。通过对系统运行情况进行彻底排查与梳理,确认是低温甲醇洗系统存在氨累积所致。为此,一方面,增大系统带出氨量,减少返回系统的氨量;另一方面,从源头加以控制,减少变换气带入低温甲醇洗系统的氨量。经过近2周的工艺优化调整,低温甲醇洗系统运行工况有效改善,净化气硫含量达标。从本次异常工况的处理中总结经验,建议定期对低温甲醇洗系统甲醇循环中关键部位物料的氨含量进行分析,并抓好原料气气质管理等。

[关键词]低温甲醇洗系统;净化气硫含量超标;原因分析;氨累积;工艺优化调整;经验总结;氨含量分析;原料气气质管理

[中图分类号]TQ223.12+1   [文献标志码]B   [文章编号]1004-9932202203-0036-03

 

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安徽晋煤中能化工股份有限公司(简称中能化工)现有3套航天炉粉煤加压气化装置(共3台航天炉),分3期建设——一期配套“100×104 m3/dCO+H2)原料路线改造工程”、二期配套“200 kt/a合成氨原料路线改造项目”,三期配套“600 kt/a合成氨原料路线调整节能技术改造项目”(后因故变更为“300 kt/a甲醇项目”)3套气化装置产出的粗合成气经耐硫变换后采用大连理工九塔流程低温甲醇洗工艺脱硫脱碳(3套气化装置分别对应3套低温甲醇洗系统)。低温甲醇洗以其工艺流程简单、操作灵活方便、气体净化度高、吸收剂廉价易得等诸多优势,在现代煤化工装置中有着广泛的应用。

中能化工三期航天炉配套300 kt/a甲醇装置,可控移热变换系统将航天炉制取的粗合成气中的部分CO转化为CO2,同时将变换气中有机硫化物转化为易于吸收脱除的H2S等,变换气经热量回收和洗氨处理后,进入低温甲醇洗系统脱硫脱碳;净化气经回收冷量后进入离心式合成气压缩机(含新鲜气压缩段和循环气循环段)加压,之后进入甲醇合成系统生产粗甲醇。以下就三期低温甲醇洗系统出口净化气硫含量超标问题及采取的工艺优化调整措施等作一介绍。

1  低温甲醇洗系统工艺流程简介

中能化工300 kt/a甲醇装置九塔流程低温甲醇洗系统,包括H2S/CO2吸收塔(C2201/C2202)、闪蒸塔(C2203)、循环甲醇闪蒸塔(C2208)、气提/CO2解吸塔(C2204)、常温气提塔(C2209)、热再生塔(C2205)、甲醇/水分离塔(C2206)、排放气洗涤塔(C2207);其中,H2S/CO2吸收塔(C2201/C2202)为脱硫脱碳一体塔,下段脱硫、上段脱碳,即变换气中的H2SCO2分别在其H2S吸收段和CO2吸收段完成脱除。

H2S/CO2吸收塔脱硫段含硫甲醇富液与脱碳段不含硫的甲醇富液经换热、降温、减压后分别进入闪蒸塔A段和C段进行闪蒸,两股闪蒸气在闪蒸塔B段汇集,被甲醇洗涤后送往闪蒸气压缩机,经压缩后返回系统回收利用。闪蒸塔A段闪蒸后的含硫甲醇减压后进入气提/CO2解吸塔C段下部,闪蒸出溶解的CO2H2S。闪蒸塔C段闪蒸后的无硫甲醇液,一部分经减压进入气提/CO2解吸塔D段,进一步闪蒸解吸出溶解的CO2;一部分进入气提/CO2解吸塔C段上部,洗涤从闪蒸塔A段来的含硫气体;还有一部分进入循环甲醇闪蒸塔C段闪蒸,闪蒸后甲醇由半贫液泵加压后送往H2S/CO2吸收塔D段,作为半贫洗涤液。气提/CO2解吸塔和循环甲醇闪蒸塔塔顶得到的CO2产品气回收冷量后外送。

气提/CO2解吸塔B段下部出来的甲醇液为系统中的最低温度冷源,分别与贫甲醇换热、吸收塔段间甲醇换热后,在循环甲醇闪蒸塔B段闪蒸出部分溶解的CO2,闪蒸气通入气提/CO2解吸塔C段,液体在绕管换热器中与富H2S甲醇和富CO2甲醇换热,进一步升温后进入循环甲醇闪蒸塔A段,闪蒸后经闪蒸甲醇循环泵加压后送往气提/CO2解吸塔A段进行惰性气提。气提/CO2解吸塔塔底得到的CO2含量较低且温度也较低的甲醇液,还含有几乎原料气中所有的硫化物,经常温气提塔进料泵加压后,小部分返回闪蒸塔B段洗涤闪蒸气,大部分经过滤后在贫/富甲醇换热器中冷却贫甲醇而复热至常温后进入常温气提塔。在常温气提塔中,富H2S甲醇在较高的温度下用少量氮气气提,气提尾气返回气提/CO2解吸塔A段;常温气提塔塔底甲醇经再生塔进料泵加压,与再生后的热贫甲醇换热后进入热再生塔。

中能化工九塔流程低温甲醇洗系统富液再生流程与大连理工的其他低温甲醇洗流程类似,不同之处在于流程中设置了循环甲醇闪蒸塔,用来回收中压闪蒸塔来的甲醇半贫液中的CO2,并得到温度更低的甲醇半贫液送往吸收塔;流程中还设置了常温气提塔,主要将气提/CO2解吸塔塔底富H2S甲醇在常温下进行氮气气提,以降低进入热再生塔富H2S甲醇中的CO2含量,减轻热再生塔负荷。

2  低温甲醇洗系统运行情况及存在的问题

中能化工300 kt/a甲醇装置于20205月打通全系统流程,低温甲醇洗系统运行正常。随后甲醇装置负荷逐渐提升,202010月中旬甲醇装置负荷达到95%以上(以净化气量计),低温甲醇洗系统出口净化气硫含量/CO2含量、产品CO2气硫含量以及尾气硫含量等主要控制指标均达到设计值,满足生产需要。

更多内容详见《中氮肥》2022年第3

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