冉令慧
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］伊犁新天煤化工有限责任公司煤制天然气项目气化装置采用碎煤加压气化工艺，其煤气水分离系统产生的膨胀气及各储罐呼吸气（并入膨胀气管线）原设计经膨胀气鼓风机提压后送入克劳斯硫回收系统焚烧炉回收利用。实际生产中出现膨胀气中带液致焚烧炉燃烧工况不稳等问题，经综合分析与研究，2021年10月完成第一次技改——新增管线将膨胀气及呼吸气送热电锅炉掺烧，2021年12月完成第二次技改——新增管线将膨胀气及呼吸气送至气化装置气柜系统回收利用，并针对两次技改后出现的碳铵结晶堵塞、重芳烃堵塞等问题采取了相应的处理措施。膨胀气及呼吸气回收利用项目实施后，相关系统运行状况良好，取得了较好的经济效益。同时，针对目前膨胀气及呼吸气回收利用的状况，提出多项进一步优化的建议。
［关键词］碎煤加压气化装置；煤气水分离系统；膨胀气与呼吸气；锅炉掺烧；气柜回收；问题处理；效益分析；优化建议
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）06-0017-05
0 引 言
伊犁新天煤化工有限责任公司（简称新天煤化）20×108 m3/a煤制天然气装置主要包括碎煤加压气化、耐硫变换、林德低温甲醇洗、戴维甲烷化系统及空分、热电、污水处理等附属配套设施。其中，气化装置采用赛鼎工程有限公司自主研发的碎煤加压气化工艺，配套气化炉22台，布置在3个气化框架上，气化A框架7台气化炉、气化B框架8台气化炉、气化C框架7台气化炉。气化装置配套煤气水分离系统6个系列（六开无备），附属公用管网按照气化A框架对应煤气水分离A/B系列并对应C轴,气化B框架对应煤气水分离C/D系列并对应D轴,气化C框架对应煤气水分离E/F系列并对应E轴布置。
煤气水分离系统的主要任务是分离煤气水中的溶解气、重芳烃、多元烃等组分，将煤气水中的膨胀气闪蒸分离，副产低压蒸汽，并向气化装置、变换冷却系统提供洗涤煤气水，向酚回收系统提供产品煤气水。煤气水分离系统分离出的膨胀气及各储罐呼吸气（设计上呼吸气在界区内并入膨胀气管线）原设计经膨胀气鼓风机提压后送入克劳斯硫回收系统焚烧炉回收利用。自2017年3月煤制天然气装置原始开车以来，生产中膨胀气带液至硫回收系统，造成焚烧炉燃烧工况不稳；出于膨胀气、呼吸气中酸性气成分含量低等方面的综合考虑，经分析与研究，于2021年10月完成第一次技改——新增管线将膨胀气及呼吸气送热电锅炉掺烧；但由于煤制天然气装置负荷的提升，膨胀气与呼吸气量随之增加，膨胀气及呼吸气送热电锅炉掺烧的管线无法满足生产所需，出现了一些问题，经分析与研究，于2021年12月完成第二次技改——新增管线将膨胀气及呼吸气送至气化装置气柜系统，继而通过煤锁气压缩机送变换系统回收利用。以下对有关情况作一总结。
1 煤气水分离系统及膨胀气与呼吸气流程简介
碎煤加压气化装置来的180～210 ℃、2.0～3.2 MPa含尘煤气水，进入煤气水分离系统余热回收器管程，与壳程的低压锅炉给水换热，煤气水温度降至160～175 ℃，壳程副产的0.50 MPa、158 ℃饱和蒸汽送低压蒸汽管网；余热回收器出来的含尘煤气水与变换冷却系统来的140～160 ℃、2.0～3.0 MPa含焦油煤气水混合后，先经煤气水换热器用高压喷射煤气水冷却至120～150 ℃，再由含尘煤气水冷却器用循环水冷却至50～90 ℃。气化装置来的低压含尘煤气水、开车煤气水、酚回收系统来的含氨凝液、煤锁气压缩机附属超重力除尘系统来的洗涤水、含尘重芳烃沉淀池分离出的煤气水、含油煤气水、工艺冷凝液一起进入含尘煤气水膨胀器内膨胀，闪蒸至常压后废液进入初焦油分离器，产生的膨胀气则送入膨胀气处理系统。此外，变换冷却系统来的55～75 ℃、0.1～2.0 MPa含油煤气水与低温甲醇洗系统来的10～40 ℃、0.3～0.5 MPa工艺冷凝液进入含油煤气水膨胀器内膨胀，闪蒸至常压后废液进入初焦油分离器，产生的膨胀气也送入膨胀气处理系统。当含尘煤气水膨胀器、含油煤气水膨胀器或焦油污水槽超压时，对应的含尘煤气水膨胀器、含油煤气水膨胀器或焦油污水槽的安全水封被突破，膨胀气经安全水封气液分离器后排至大气。
（1）膨胀气流程。膨胀气与呼吸气混合后进入膨胀气冷却器冷却至40 ℃，接着经膨胀气气液分离器进行气液分离，分离出的液相送至地下槽，气相则由膨胀气鼓风机提压送入膨胀气旁路冷却器冷却，再经膨胀气鼓风机气液分离器气液分离（分离出的液相送地下槽）后送硫回收系统焚烧炉掺烧。在煤制天然气装置开车/停车阶段或硫回收系统工况不稳等情况下，膨胀气及呼吸气可选择送往全厂酸性气火炬燃烧后排放。
（2）呼吸气流程。煤气水分离系统双介质过滤器、油分离器、最终油分离器、初焦油分离器、第一缓冲槽、第二缓冲槽、煤气水储槽、泥浆液槽、重芳烃槽、多元烃槽、重芳烃分液罐、重芳烃蒸馏罐的排放气（其呼吸阀排放气）并入膨胀气中。
2 膨胀气及呼吸气入热电锅炉掺烧利用
2.1 膨胀气及呼吸气入热电锅炉掺烧技改
正常生产时膨胀气及呼吸气送入硫回收系统回收利用，但因膨胀气带液严重，硫回收系统分液罐设计能力偏小，气液分离效果差，造成液体带入焚烧炉，影响焚烧炉的燃烧工况，导致低温甲醇洗系统酸性气与酚回收系统酸性气在焚烧炉内燃烧不充分、焚烧炉内压力波动大、硫磺产量低等问题。为此，新天煤化组建技改小组，针对膨胀气的组分特性作了详细的分析，认为膨胀气带液问题根源在于膨胀气冷却器出口气温度高，尤其是夏季因循环水温度高而降温效果差时，而要减少膨胀气带液难度较大——膨胀气温度较高，其中的带液为饱和水，很难在气液分离器中得到分离；新天煤化技术团队提出过将膨胀气送煤气水分离系统各储罐用作密封气的想法，但此举因安全风险较高而未被选用。经综合分析与研究，决定新增管线将膨胀气及呼吸气送热电装置锅炉掺烧，膨胀气送硫回收系统管线仍然保留，便于在热电锅炉系统有故障时切至硫回收系统。具体技改内容如下。
更多内容详见《中氮肥》2022年第6期