现场管理_低温甲醇洗工艺课件

0 低温甲醇洗工艺制作单位 净化车间 襄矿泓通讲课资料 制作人 王科 1 物化性质 甲醇分子式CH3OH 别名木醇 木精 无色 透明 高挥发性 易燃液体 略有酒精气味 相对密度0 792 20 4 最小点火能0 215MJ 燃烧热727 0KJ mol 能与水 乙醇 乙醚 苯 酮 酯及卤代烃等混溶 遇热 明火或氧化剂易着火 燃烧时生成蓝色火焰 易受氧化或脱氢而生成甲醛 遇明火会爆炸 毒性 甲醇在水及体液中溶解度极高 可经呼吸道 胃肠道和皮肤吸收 吸收后可迅速分布于机体组织 主要作用于神经系统 对视神经和视网膜有特殊选择作用 甲醇在体内氧化缓慢 仅为乙醇的1 7 排泄也慢 故有明显的蓄积作用 甲醇蒸汽对呼吸道和粘摸有强烈的刺激作用 有经皮肤吸收中毒引起视觉障碍和失明的可能 认识甲醇 2 吸收过程的类型气体吸收过程的类型按照溶质气体分子与吸收剂溶液分子间的作用力不同 可分为物理吸收 化学吸收 物理 化学吸收 物理吸收 吸收过程中溶质与溶剂之间不发生明显的化学反应 水吸收二氧化碳 甲醇低温吸收硫化物等 化学吸收 溶质与溶剂之间发生显著地化学反应 氨水吸收硫化氢等 物理化学吸收 使用物理吸收剂与化学吸收剂组成的混合溶剂 使吸收操作兼有物理吸收和化学吸收的性质 称为物理 化学吸收 环丁砜法脱除硫化氢和二氧化碳 3 溶解度的概念在一定的温度和压力下 使一定量的吸收剂与气体混合物接触 气相中的气体溶质便向液相吸收剂中转移 直至液相中溶质组成达到饱和为止 在此状态中并非没有气体溶质分子进入液相或液相中溶质分子进入气体 而是在任何时刻进入液相中的气体溶质分子数与液相逸出的溶质的分子数相同 这种状态称为气液平衡 气液平衡状态下气相中的气体溶质分压称为气体平衡分压或饱和分压 液相中的溶质组成称为平衡组成或饱和组成 气体在液体中的溶解度 就是指气体在液体中的饱和组成 4 目录一 低温甲醇洗装置任务二 低温甲醇洗工艺原理三 低温甲醇洗装置的流程1 装置的流程2 按流程的顺序分别介绍各个系统四 低温甲醇洗开车步骤五 正常生产中的调节六 净化气及硫化氢富气不合格的原因及处理措施七 两套装置的区别及金石技改分析 5 一 装置任务A 除去变换气中的二氧化碳 硫化物 烃类等对乙二醇合成装置有害气体 制得CO2 20ppm 总S 0 1ppm的合格净化气 74534Nm3 h 送变压吸附工段进行气体分离 B 将吸收了H2S的甲醇通过浓缩 再生 将主酸性气体 462Nm3 h 及含预洗酸性气 150Nm3 h 送往硫回收装置生产硫氨 并使甲醇洗装置尾气达标排放 C 为燃料气管网输送燃料气1140Nm3 hD 通过萃取分离对石脑油进行回收 40kg h 变换气 净化气 H2 CO CH4 酸性气去硫回收 石脑油回收 尾气达标排放 H2 CO CH4 CO2 H2S 石脑油等 燃料气输送 6 二 低温甲醇洗工艺原理采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体的一种物理吸收方法 净化度高 由于CO2和H2S在甲醇中的溶解度随甲醇温度下降而显著的上升 因而低温甲醇洗就是利用低温下甲醇对酸性气溶解度极大的特性来进行气体净化的 亨利定律 一定温度下气体在液体中的溶解度与该气体的平衡压力成正比 利用甲醇作为吸收剂吸收酸性气体 温度越低 压力越高吸收效果越好 7 选择性强 在 30 左右 H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6 1倍 而有效气体CO和H2却随甲醇温度下降溶解度变化不大 因此低温甲醇洗装置能选择性的先脱除CO2 再脱除H2S 从而在再生时可以分别富产H2S C02和石脑油 各种气体在甲醇中的溶解度 8 低温甲醇洗主要技术流派低温甲醇洗的工艺是20世纪50年代德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化技术 后来两家公司分离 分别为林德技术和鲁奇技术 林德低温甲醇洗由于大量选择专利设备绕管换热器 具有流程短 布置紧凑的特点 而最先开发的鲁奇低温甲醇洗两步法脱硫脱碳 由于变换设在脱硫脱碳之间 使得工艺气复热次数增加 因而设备较多 流程相对复杂 冷量消耗相对较高 我国对低温甲醇洗技术的研究起步于70年代 在对众多引进装置消化吸收的基础上 化二院联合兰州设计院 浙江大学和大连理工大学解决了低温甲醇洗设计所需的物性数据库问题 并建立了完整的低温甲醇洗数据库和模拟计算数学模型 形成国产化技术 本项目是采用的化二院的国产化低温甲醇洗技术 9 三 低温甲醇洗装置的流程1 装置的流程甲醇洗装置在项目主工艺路线中的位置示意甲醇洗装置前后气体数据成份对比 单位V 压缩制冷 10 低温甲醇洗工艺简图 溶液吸收 净煤气去变压吸附 二氧化碳达标排放 粗煤气 富液再生 石脑油 硫化氢去硫回收 富液 贫液 CH3OH CO2 H2S Oil 11 主要设备组成塔器 9换热器 21种 27台分离器 3过滤器 3种 6台 一开一备 泵 20种 37台 涉及溶液循环为两台 一开一备 贮槽 9 12 系统组成 吸收 再生 贮存 闪蒸气提 热再生 尾气洗涤 预洗 闪蒸 萃取 甲醇水分离 共沸 13 2 按流程顺序分别介绍各个系统1 吸收系统 脱硫塔 脱碳塔 条件 低温 高压预洗段 脱除粗煤气中的轻油等脱硫段 脱除硫化氢等二氧化碳吸收段 脱除二氧化碳等 14 P 01 粗煤气 主洗 精洗 P 02 粗洗 预洗除油 脱硫 来至3号泵 来至6号泵 E 01 E 02 E 03 E 04 去3塔 段 净煤气 H2S 1ppm H2S 0 1ppmCO2 20ppm 去7塔 段 去4塔 段 E 05 E 06 15 2 闪蒸再生及气提系统 CO2闪蒸塔 H2S浓缩塔 条件 压力逐级降低 通入低温氮气气提 喷入再吸收液为出界区气体把关 CO2闪蒸塔I段 来自CO2吸收塔富CO2甲醇初级降压为1 1MPa 此压力下主要闪蒸燃料气 燃料气经再吸收复热后与浓缩塔I段燃料气混合送至燃料气管网CO2闪蒸塔段II段 富CO2甲醇二级降压为0 16MPa 此压力下主要闪蒸CO2 且纯度较高 如有需要此部分CO2 可回收利用CO2闪蒸塔段III段三级降压 通入低温氮气气提 更大程度的降低甲醇中溶解的CO2 此部分甲醇含硫低 且CO2基本闪蒸完成 即具备吸收能力 除作为CO2吸收塔的主洗溶液外 还作为分别作为燃料气及H2S浓缩的再吸收液 16 17 H2S浓缩塔I段 来自H2S吸收塔富硫甲醇初级降压 压力为1 1MPa 主要闪蒸燃料气 经再吸收复热后与闪蒸塔I段燃料气混合送至燃料气管网 H2S浓缩塔II段 富硫甲醇二级减压 通入低温氮气气提 更大程度降低富硫甲醇中溶解的CO2 系统中各部分含硫气在此段混合经再吸收液洗涤再吸收 即此段甲醇为富硫甲醇送至热再生塔塔进行热再生 含硫气1 热再生塔I段闪蒸气 含硫气2增浓气含硫气3 预洗闪蒸塔II段 III段闪蒸气 18 19 3 热再生系统 热再生塔 条件 升温 加热 气提热再生塔I段 来自浓缩塔II段富硫甲醇经贫富液换热器升温后在I段进行热闪蒸 热闪蒸气经串联三台换热器回收热量降温后送至浓缩塔II段进行硫浓缩 热再生塔II段 由来自热再生塔I段富硫热甲醇 75 由低压蒸汽通过再沸器提供热量 从而产生甲醇蒸汽气提 将溶解在甲醇中H2S气提出来 此时的甲醇已完成再生 作为贫甲醇经贫富液换热器降温至 49 由脱碳塔精洗段喷入 作为对粗煤气洗涤吸收的最后一道关卡 塔顶甲醇蒸汽及富硫气经换热器降温送至III段 III段又叫回流槽 甲醇冷凝与富硫气分离 冷凝甲醇回送至II段 富硫气经深冷再次分离甲醇 复热后送至硫回收 20 21 4 尾气洗涤系统 尾气洗涤塔 将低温甲醇洗装置内各部分排放气进行水洗 将气体中夹带的甲醇进行回收 气体排至大气 含醇水送至预洗再生系统 排放气1 闪蒸塔II段闪蒸气排放气2 闪蒸塔III段闪蒸气排放气3 浓缩塔II段闪蒸气排放气4 新鲜甲醇贮槽氮封气 22 排大气 23 5 预洗再生系统 预洗闪蒸塔 共沸塔 甲醇水塔 预洗闪蒸塔I段 由尾气洗涤塔的含醇水将共沸塔含硫不凝气进行洗涤 气体送至硫回收 含醇水进入萃取系统 预洗闪蒸塔II段 预洗甲醇在此段减压闪蒸 闪蒸气与III段闪蒸气混合回浓缩塔II段进行硫浓缩 甲醇继续减压闪蒸 预洗闪蒸塔III段 由II段甲醇加热后在此段闪蒸 气体与II段闪蒸气混合送至浓缩塔II段进行硫浓缩 甲醇进入萃取混合室 24 萃取混合室 除预洗甲醇外系统两股塔盘清洗液及共沸塔顶冷凝液也汇至此室混合准备萃取 物流1 热再生塔塔盘清洗液物流2 甲醇水塔塔盘清洗液物流3 共沸塔顶冷凝液萃取室 油室在萃取室内 甲醇 水 油在此室分离 油溢流入油室 甲醇水通过U形管漫入甲醇水室 调节U形管口高度实现调节萃取室的液位 甲醇水室 含油甲醇水送至共沸塔 25 共沸塔 由塔底再沸器提供热量 将甲醇水室来的甲醇水加热 从而产生蒸汽将溶解在甲醇中的气体气提出来经水洗后送至硫回收 塔顶设置水冷器 塔顶冷凝液送回萃取系统 塔底甲醇水经泵加压送至甲醇水塔进行甲醇水分离 甲醇水塔 是典型的精馏塔 甲醇水由塔中部进料 塔底由再沸器提供热量 重组份水由塔底经降温后送至水处理 塔顶甲醇蒸汽送至热再生塔 至此预洗甲醇完成再生 26 P 13 甲醇水去9塔 27 28 6 贮存系统当装置在检修时 低温甲醇洗装置的甲醇和石脑油要排到贮槽 贮槽系统包括下列贮槽 29 新鲜甲醇贮槽 接受来自罐区的甲醇 通过该甲醇贮槽 新鲜甲醇进入系统中 以补充正常操作的甲醇损耗 在装置停车期间 该贮槽亦能用于贮存自己热再生塔的再生甲醇 主洗甲醇贮槽 用于贮存来自闪蒸塔的冷富甲醇液 预洗甲醇贮槽 用于贮存含有石脑油和水的预洗甲醇 石脑油甲醇回收系统的设备排净口可以排到该贮槽 地下槽 用于收集低温甲醇洗装置低点排出的甲醇 通过地下槽泵 可将地下槽排出的甲醇液输送至预洗甲醇贮槽及主洗甲醇贮槽 石脑油贮槽 用于贮槽萃取出的石脑油 通过石脑油贮槽泵可以将石脑油输送至罐区 排出氨槽 用于收集各氨冷器排出的液氨 通过排出氨泵可将排出氨送至氨压缩制冷装置 30 四 低温甲醇洗开车步骤1 条件具备后的确认工作2 系统氮气置换3 充压4 系统进甲醇5 主洗建立循环6 低温段的冷却7 再沸器的投运8 预洗系统开车9 接受粗煤气10 气体送出 31 五 正常生产中的调节1 加减负荷时应本着以下原则 1 加负荷之前先加甲醇循环量 待循环稳定后再加粗煤气负荷 2 减负荷 先减粗煤气负荷 待稳定后再减循环量 2 检查各工艺指标在正常范围内 确保工况正常 3 NaOH的加入在氢氧化钠贮槽V561004中用脱盐水将NaOH稀释到20 左右 用氢氧化贮槽泵P561014打入甲醇水塔再沸器E561021 控制甲醇水塔C561009底部废水中PH为8 10 只要原料气运行就必须保证NaOH的连续加入 32 4 对于热再生塔C561005和甲醇水塔C561009的塔盘液必须按规定排放 以除去塔盘上的聚积脏物 排放是连续操作的 按时切换 5 破真空阀投用 6 甲醇过滤器检查切换清洗1 切换过滤器 稍开入口阀充液排气 2 隔离 反冲 3 排液4 氮气吹尽5 开始反吹或反洗或拆修6 备用 33 精甲醇过滤器滤芯刚取出后 精甲醇过滤器滤芯放置一段时间后 34 PDIA PDIA 火炬 C4 E12 C7 C1 P6 地下槽 A B 35 六 净化气不合格的原因及处理措施1 量的匹配变换气量超负荷 吸收剂循环量不足 措施 及时调整2 变换气a 组份 硫含量超标 水含量高 含尘量高 措施 联系前工段调整b 换热器内漏措施 检查处理 36 注 FICA 561003 FICA 561005量一般保持恒定 不随负荷增减 37 3 吸收剂贫度 含硫高 含水高 含硫 解析不彻底1 气提氮量不足2 热再生塔操作不稳定含水 查清楚原因再处理1 煤气中水含量2 甲醇水塔液泛或者塔顶产品不合格3 热泵冷却水漏4 水冷器漏5 再沸器漏6 系统干燥不合格 38 4 吸收 再生条件及环境 温度 及时调整 压力 及时调整 设备 检修 设备管道堵塞 填料堵 变形 气体走偏流 塔内件坏 溶液分布器坏 39 硫化氢富气不合格的原因及处理措施1 气提氮流量不足 适当增大其流量 2 H2S富气循环增浓管线流量小 增加循环量3 E 15换热器内漏 停车检修4 再生塔