27.鲁奇型低温甲醇洗工艺探讨VIP

太 氮 肥 1 9 9 5妊 鲁奇型低温甲醇洗工艺探讨 山 西化日 巴 厂 董忠民 摘要通过对鲁奇型低温 甲醇洗装 置运 行的经验 总结 ， 提 出了对低 温甲醇洗工艺的新认识 概 括 论述 了低温甲醇洗工艺 的合理 性和鲁奇 型低 温 甲醇洗装 置的工 艺及运行特点 ， 认为 低温 甲醇洗 在煤制 合成氨工艺 中的应用是成功 的。 关键词鲁奇 低温 甲醇洗工艺讨论 从 1 9 8 7年 9月 2 4日低温 甲醇洗装置第 一 次受气 ， 该装置已运行 8年 。 经过几年 的实 践 ， 我们对低温 甲醇洗工艺有了一些新的认 识 ， 该装置是为适 应煤制合成氨工艺而设计 的， 它具有自己在工艺和运行上的特点。 1 低温甲醇洗工艺昀合理性 低温 甲醇洗是 一种物理吸收方法 ， 相对 化 学吸收来讲 ， 在高压下对高浓度酸性 气体 的净化特别有效。图 l为典型的物理 吸收和 化学 吸收平衡曲线 。 图中 P P 分别为两种状 态下的酸性 气体组分平衡分压 ， 两点所反映 出的吸收能力 A C ， 显然 ， 物理吸收能力 A C 远大于化学吸收能力 A C 。在煤制合成氨工 艺 中， 整个工艺过程处于一个较高的压力下 ( 2 O 3 ， 0 MP a ) ， 因此 采用低 温 甲醇 洗工 艺 是合理的 。 目 】 化学吸收 与物理 吸收的平衡曲线 甲醇作为一种理想的吸收剂也是别的吸 收剂难以取代的。 它具有 以下几方面的优点 ： 1 1 吸收能力强 衰 1 几种吸收荆吸收能力的比较 吸 收 荆 韫度 信解 度 ( 酸 性 组 分 悻 积 a ) il l t tf l t$ 1 R ) ) 性 南 分 压 H ! s 丹 压 9 8 1 k P ( a )9 8 1 f 9 启 1 k l ( a ) 钉理驶收 承 + 3 5 5 5 O 5 1 8 3 P u 血d( N M P) +3 5 3 2 3 2 5 a - 3 ( 一1 0 l ( 1ff 8 5 - 】 一 3 0 2 0 1 5 9 2 1 化阜曩收 1 ( 2 5 to o l L ) 4 0 5 O 柏 5 4 热钾碱( 1 _ ， L ) +I l 0 d 0 2 6 3 9 从表 1的比较 可以看 出， 一3 O 、 z 分 压 9 8 l k P a ( a ) 时 ， 甲醇的吸 收能 力是常温下 水的 5 O 倍 ， 是化学吸收 方法的 5 8倍 。 1 2比热大 在 2 5 时 ， 甲醇比热为 2 5 1 l o k g， 大于绝大部分有机溶剂的 比热 ， 这样可以保 证吸收过程中产生较小的温升， 对低温吸收 是有利的 1 3 选择性好 衰 2 4 o “C( 2 3 3 K ) 时各种气体 在甲 中的 相对溶解盛 从表 2可以看出 ， 甲醇对 H z S 、 c o s 、 C O 收稿 日期l 9 啦 0 9 2 6 维普资讯 第 6朝 大 氮 肥 的吸收能力特别强 ， 而相比之 下对 C H 、 C O、 H 只有微小的吸收能力 ， 其 良好的选择性正 是工艺所要求的。 1 4 沸点低 甲醇的沸点为 6 4 7 ， 非常有利于 吸收 剂的再生。它的热再生温度低 ， 能耗就低 ； 而 且有利于减少系统的冷量损失 1 5 热稳定性和化学稳定性好 甲醇不会被有机物 、 氰化物等杂质降解 ； 不起泡， 纯 甲醇对设备无腐蚀 ； 而且粘 度小 ， 和于节省动力消耗。 1 6 易于萃取 在鲁奇低 温 甲醇洗工艺中， 含石脑油的 甲醇需要再生 利用水与甲醇的互溶性 ， 可以 用水将甲醇从石脑油中萃取 出来。 2 奇型低沮甲醇洗工艺的特点 目前 ， 我国在渣油气化流程和煤加 压气 化流程中引进和采用了低温 甲醇洗工艺。由 于煤加压 气化所产生的工艺气成分复杂 ， 所 以采用的净化流程要复杂一些 ， 主要表现在 以下 几方 面 。 2 1 设计预洗段 进入 甲醇洗装置的煤气中含有少量的石 脑油 约 1 8 5 k g h ， 这些石脑油组分必须通过 预洗除去 ， 以保证 主洗 回路的 甲醇不被 油污 染 。该流程在 K 一 5 0 1 Hz S吸收塔 的下部专设 1 0块塔 板 ， 用于脱 除石脑油 以及 少量的水 分 。 2 2 萃取器和共沸塔 预洗段的污 甲醇 要求再生重复使用 。 污 甲醇首先进入 K 一 5 0 6闪蒸塔 中， 进行酸性 气 体的解析。解析后的污 甲醇经冷量回收后进 入 1 3 - 5 0 3萃取器。 来 自 K 一 5 0 9的洗涤水 ， 在 1 3 - - 5 0 3 I室 中 与污 甲醇 大 约按 1：1的比例混合， 后进 入 B - 5 0 3 I室。在 I室中进行萃取分离 ， 石脑油 分层， 并经溢流堰进入油室； 甲醇水混合物 进入 B - 5 0 3 I室 在这里除去了大部分的石 脑油 。 ， 萃取后的甲醇一水混合物中仍含有少量 石脑油 ， 被送入 K - 5 0 7 共沸塔 中加热蒸馏 。 塔 顶馏份中除石脑油外 ， 还存在甲醇和水 ， 经冷 却后返回到 B 5 0 3萃取 。底部不含油 的甲醇 水混合物送往 1 4 ；- 5 0 8甲醇一水塔 。 2 3 。 甲醇水塔 在 K - 5 0 8甲醇一水塔 中， 甲醇和 水得到 分离 。 K 一 5 0 8的操作 ， 要求塔顶塔底为双高产 品， 塔 顶馏 出的甲醇 中基本无水 ， 塔底馏出的 废水中甲醇小于 O 0 1 。 在此最终实现 r含 油污甲醇的彻底再 生， 甲醇以汽态返 回主洗 回路 。 2 4 两种工艺气进入低温甲醇洗装置 一 种 气 来 自变 换 冷 却 工 序 ， 气 量 为 1 2 0 0 0 0 m h ， 另一种工艺气来 自甲烷转化工 序， 气量为 3 0 0 0 0 m。 h 。 这是由于煤加压气化 所产生的工艺 气中 甲烷 含量高达 8 O ， 甲 烷组分必须加以回收 ， 为此 山西化肥 厂专 门 设置 了甲烷转化工序 3 奇型低温甲醇洗装置运行特点 它的运行特点是 由整个煤制合成氮工艺 决定的。 经过多年的运行经验 ， 我们基本掌握 了其运行规律 3 1 阻力变化 阻力增大主要 发生在工艺气 冷却 过程 中， 有以下几方面的因素。 粗煤气中的萘在 W- 5 0 1 5 0 2 换热器 中挂壁 ， 形成 阻力。当 进入 W一 5 0 3 冷却器的煤气中带水时， 发生结 冰堵塞。低负荷时， W一 5 0 2 氨蒸发器出口 温度控制过低时， 在冷却器中发生结冰堵塞 甲烷转化工 序来的工艺气 ， 当冷却过程温 度过低时， 发生结冰堵塞。 3 2固体杂质的影响 在进入吸收塔的煤气中仍含有少量的固 体杂质 ， 它们的积累会形成堵塞 预洗段排 液管线的堵塞： 造成石脑油污染主洗 回路； 预 洗再生部分波动 ， K一 5 o 操 作币 稳定易 f 起 维普资讯 大 氮 肥 系统水含量升高 。B - 5 0 3萃取器雾化喷头 堵塞 ： 该喷头孔数多 、 孔径小 ， 一旦被堵塞萃 取器无法正常工作 。 泵入 口滤网的堵塞 ： 主 要发生 在璜洗再生部分 ， 但有时也发 生在 主 洗 回路 中， 对泵的安全运行形成威胁。 3 3 工艺控制 在运行过程中， 压力是相对稳定的 ， 低温 甲醇洗的效果应该说主要受循环量和温度的 影响， 而温度又受到一些其它因素的影响。 ( 1 ) 循环量的调整 ： 循环量的大小取决于 酸性气体的负荷以及溶解度。从图 2可以看 出， 在压力一定时 ， 溶解度系数 随温度降低 而增大 。 说明温度降低循环量可以适当减少 。 图 2 不同气体在甲醇中的藩解度 注 ， 蔷 _ 度 的 计 算 公 式 母 【 聋 为 - -n 去 溶解 度也受甲醇再生度的影响 如果精 洗回流液中残留的 H ： S含量升高 将严重影 响吸收效果 ， 导致 c 突破 。 1 9 9 4 年， 山西化 肥厂曾因含 H z S的枵 甲醇微量漏入精甲醇 中， 使精洗回流液中H z S含量由正常的小于 l 0 - B 上 升到 l 0 一， 导致 K 5 0 2 C O z 吸收塔不 能正常工作 。 因此， 循环量的大小既要考虑到 负荷 的匹配 ， 还要考虑到温度 和甲醇再生度 的影响。 开车初期， 我们主要按外商提供的负荷 一 循 环量关系曲线进行谓整 ， 在低 负荷下显 然没有 问题 ； 当负荷 达到 7 O 以上 ， 出现系 统温度回升 ， 操作温度偏高。 经过分析， 我们认为循环量偏大 ， 精洗回 流量尤为突出。由于精洗回流量偏大 ， 使 w一 5 1 6精洗换热器冷端 温差加大 ， 部分高 品位 冷量损失 ， 不利于低温甲醇洗。为此 ， 采用参 照 W一 5 1 6冷端温差来调整循 环量 ， 一般控制 在 l 0 左右 ， 这样基本做到 了系统循环量和 温度兼顾 。 ( 2 ) 温度的控制 ； 温度的变化受多方面影 响 ， 主要有下列几方面的因素 ： 来 自变换冷 却工序的工艺气温度高。为此增设了一台换 热器 ， 用于定期切换 、 清洗 ， 较 好地解决 了这 个 问题。 氨蒸发器的影响 ： 如果水分发生变 化， 氨蒸发鬻泄料量调整不当， 就会影响蒸发 器的制冷量 。循环量的影响。系统甲醇 水含量的影响。 水含量高 ， 既不利于吸收也不利于系统 温度的降低。 4 运行装置的不断完暮与改进 几年来 ， 针对运行中出现的问蘑 ， 进行了 不断 的完善和改进 ， 主要进行 了以下 几方面 工作 ： aW - 5 0 1 5 0 2采用双系列， 在阻 力增大 时切换、 清洗， 用锅炉给水加热清除抉热器中 的萘。 b 对负荷一循环量曲线进行 了修正。 c 制做 B 一 5 0 3备用雾化喷头 ， 阻 力增大 时进行更换 ， 保证萃取效果 。 d 改进系统甲醇过滤器 ， 减少 固体杂质 的影响 。 e K - 5 0 8塔的条形泡罩由普通锯改为不 锈钢， 克服 由于腐蚀对塔的操作带来的影响。 t 每年进行一次系统清洗 ， 彻底清除积 存的油污和杂质。 鲁奇 型低温甲醇洗装置 ， 通过 8年的运 行和不断完善， 证明是可以满足生产要求的 ， 低温 甲醇洗在煤制合成氨工艺中的应用是成 功的 。甲醇 良好的稳定性对处理成分复杂的 煤气具有独特的优越性 。 ( 下转第 4 8 4页) 维普资讯 4 6 4 大 氨 肥 1 9 9 6年 太化肥氨氮废水 生化处理 中试通 过鉴定 张景森 ( 4 3 1 4 ) P L C在脱盐装置 中的应用 王贽 ( 4 3 1 8 ) u l 露点仪成甩简介 周中( 5 3 2 6 ) 大跨度钢筋混 凝土拱结构施工技术高 盼玉( 5 3 4 1 ) Y G T - 1 7 0 1 发 电机组负荷波动原因及解决措施 高 兴产( 5 _ 3 4 4 ) 空气过滤器 1 0 0 F 2的技改方案 鲁世 ( 5 - 3 4 7 ) 冷却塔水下 木结梅更换 工程胜利竣工 赵龙( 5 _ 3 4 8 ) 供 电网络徽 机监控 系统 曹承先( 5-3 4 9 ) 工程图纸 自动输入 管理 和 C A D系统 刘恩禄王玲 ( 5-3 5 2 ) 氢气 自动差减计算 B A S I C程序的编制爰应 用 石涛( 5 _ 3 5 4 ) 浅谈 D 帅暇法的大修管理 周增强( 5-3 5 5 ) 化工重大危 险源监控与预警 示范工程投运 汪家 铭( 5 - 3 7 2 ) 利用 D c g实现弓 I 风机 1 0 1 - B J A联镇控制 安秀池杨会敏( 5 3 8 5 ) 术处理平流沉淀池排泥泵的安装改造( 摘要) 杨成 明( 5 3 8 9 ) 计算机化机器激光对中系统 汪家铭( 5 3 9 3 ) 莆勃 袖承下瓦面产 生空穴现象韵分析 王国清 ( 5 4 0 0 ) D c s系统在大化肥的应用与发展 张洪垠( 6 4 1 2 ) 工业在线粘度计 饪家铭 ( 6 4 1 9 ) 大 型氨厂工艺玲凝j 蕞回收利用概况 陈君 才陈吉明刘挂华 ( 6 4 2 0 ) 利用废氨水 和 甲醇洗尾 气生产碳 铵顾国培 ( 6 4 3 5 ) R I KI 2 5型离心式空压机的技术特性 张振希 ( 6 4 3 6 ) 循环冷却水系统无垢低腐蚀率的技术改进 李伯 涵董嘉川 ( 6 4 4 8 ) 布朗一 斯那姆型化 肥厂 蒸汽系统剖析 费建民( 6 4 5 8 ) 凉水塔风机齿轮副失效分析 柳平 ( 6 4 6 2 ) 山西化肥厂分子筛的失活及对策 武晋强李求弟 ( 6 4 7 0 ) 3 1 6 L材料的力学性 能及临界 裂纹张开位 移测试 段文江 ( 6 4 7 7 ) 其 它 海 南省天然 气化肥厂正式动工兴建 本刊 ( 2 - 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