天然气转化制氢脱硫精制系统操作法

天然气转化制氢脱硫精制系统操作法1.原料预热的操作原料自C4001或原料油泵P4001AB来，先经第一预热器E4008用V4003所产饱和蒸汽进行初次预热，预热后温度应尽量高，生成的凝结水至凝结水罐V4016，通过LV4201液控阀控制好液位30-70%，防止蒸汽、凝结水互串水击。原料气第二预热器用来自转化炉对流室的3.5Mpa过热蒸汽对原料气进行再次预热，通过三通阀TV4202调节经E4009(管程)的蒸汽量来控制最终预热温度，现场手阀不准随意开关，以防水碳比出现较大波动。1.2正常操作及一般事故处理1.2.1正常操作指标及其对脱硫效果的影响a)配氢的影响脱硫配氢量随原料性质的不同而变化，在原料气总硫小于200×10-6的情况下，配氢量大于600Nm3时，即可保证脱硫后硫含量小于0.5×10-6。但在处理量不是很大、反应器和氢压机负荷允许的情况下，适当增加配氢量（即增加氢分压）对脱硫有利，同时还可弥补一下散热损失和因线速度过低所造成的气体偏流。但配氢量不能过多的增加，因过多的配氢会使反应器内线速度过大，而降低了反应时机，反而对脱硫不利，同时也增大了对催化剂的冲蚀和配氢能耗。除了对配氢量的要求外，氢纯度也是必须控制的指标之一。如果配氢中含有CO和CO2气体时，由于300℃以上在钴钼催化剂的作用下，将发生甲烷化反应：CO＋3H2＝CH4＋H2OCO2＋4H2＝CH4＋2H2O以上两个反应为强放热反应，会造成反应器超温，因此一般要求配氢中（CO＋CO2）含量小于0.5％（体）。b)床层温度的影响钴钼加氢催化剂用于原料气烯烃饱合及加氢脱硫，操作温度应控制在300℃～390℃，床层温度升高易造成烃类裂解结碳。故在能满足脱硫要求的情况下，应控制在下限为好。氧化锌脱硫剂在200℃～400℃下，基本上可将气体中H2S脱至接近零。其反应为：H2S＋ZnO＝H2O＋ZnS因为本反应为放热反应，随着温度的增加，气体中H2S浓度有所增加（受平衡常数影响），但较高的温度可使吸收速度加快。当停留时间短（气速大）时，较高的温度反而对脱硫有利。在350℃～400℃温度下，氧化锌脱硫剂也能脱除有机硫，以硫醇为例，其反应方程式为：ZnO＋CnH2n+1SH＋H2＝ZnS＋CnH2n+2＋H2O但噻吩不能用氧化锌直接脱除。因此，当钴钼加氢催化剂活性下降时，适当提高一下脱硫床层温度，不但对加氢脱硫有利，而且有利于在氧化锌床层中将未转化的有机硫吸收掉。但温度过高，氧化锌的脱硫能力将下降。氧化锌脱硫剂的硫容（每100kg脱硫剂吸收硫的重量，常以百分数来表示）随操作温度的升高而增加，因此当硫容饱和而使脱硫不合格时，适当提高一下操作温度，则可增大其硫容，而继续使用一段时间。氧化锌脱硫剂的硫容一般在15％～20％之间。c)反应压力的影响本装置脱硫系统设计压力为3.5MPa。在加氢脱硫过程中，反应压力的影响常常是通过氢分压来体现的。系统中的氢分压取决于操作压力和氢油比。本装置原料处于气相，提高反应压力实际上也就是增加了氢浓度、原料气浓度和原料在反应器中的停留时间，因此适当地提高反应压力会对脱硫有利，而且氧化锌脱硫剂也希望在较高压力下使用，压力过低，脱硫效果会明显下降，通常在不低于0.1MPa压力下使用。但现脱硫系统压力受全装置压力和后部系统压力的影响，除非特殊必要时，一般不单独提压。d)进料量的影响进料量实际上是个空速问题。一般情况下，会因脱硫进料量过大而导致脱硫不合格。控制配氢和进料量的稳定以保证脱硫的稳定，以防止因波动而造成的瞬间停留时间不足是十分必要的。因波动不仅影响脱硫的效果，更重要的是将会造成水碳比失调，而使转化催化剂结碳，这在任何情况下都是不允许的。1.2.2原料气精制正常操作a.原料气预热器出口气体温度控制调节。正常操作时原料第二预热器E4009出口，油气温度应根据原料不同控制不同的温度，焦化干气控制在300℃，催化干气控制在230℃，如果用轻石脑油为原料控制在380℃，这是加热炉操作控制反应器入口温度的一项重要指标，直接影响加氢效果，温度通过TIC-4202的蒸汽控制阀调节蒸气流量来控制。影响温度高低的原因和处理：A增减原料气量及时调节蒸气量。B在原料气组成发生大变化时，也要及时调节蒸气流量。C蒸气压力波动，也会引起出口温度波动。D干气带油。会造成出口温度波动，及时脱油。b.配氢量调节，是通FICA4103控制阀调节氢气量,正常配氢量80Nm3/m3原料。配氢量波动主要是配氢压力波动引起的，要加强岗位之间相互联系。c.原料气量调节原料气量是由装置生产确定，是不能随意更改的，调整原料气量要缓慢进行，严禁大幅度调整造成脉冲进料。更不允许在配氢中断或配氢比小于指标时，直接进气或增加气量，以免影响加氢效果。进气量FRQ-4101，压控PIC-4101，控制进气量。d.脱硫精制系统压力是通过PIC-4103压控阀调节压缩机出口返回量来控制的，精制系统压力波动要影响后序转化，中变的操作。1.2.3一般事故的处理原则脱硫系统的事故处理中几个原则说明如下：a)全系统在事故状态下，压力只允许低于设计值操作，不允许超过设计值。超过时要及时泄压，但不允许高压瞬间降低到过低压力而影响设备强度和造成催化剂床层冲蚀，更不允许高速倒流造成催化剂床层浮动。从脱硫后部泄压时，不允许短时间内将原料气大量泄入转化，以防止水碳比不足而结碳。所有泄压操作不可开阀后离去，必须等待降到正常时为止。在转化正常操作时，不能因泄压太低造成转化进料量下降，更不能泄至低于转化进料的压力。b)全系统在事故状态下，温度只允许低于设计值，不允许超过设计值，否则应及时采取措施进行处理。因供热过多而超温时，要及时调节原料预热器的温度；因取热不足造成R-4001、R-4002a/b床层超温时，要同时考虑增加进气量及返氢量。因床层反应放热超温时（R-4001上层温度高于入口温度，下层温度高于上层温度），要及时结合中变及ＰＳＡ操作情况，判断是否为返氢中含有CO和CO2引起的，必要时可临时减少返氢量，也可短时间内不配氢，等床层温度正常后再投用返氢。c)原料气中断时，及时与转化配合，加大返氢量，但不要提量太快而把原料气扫入转化造成结碳。返氢中断时，要及时与新氢机联系，问明原因，并及时观察调整床层温度，尽量使R-4002在350℃左右，利用其脱除有机硫。控制R-4001不超过400℃以防止催化剂结碳，如果是短时间（半小时以内），也可以不用调整。其余设备或仪表有问题时，则应本着在不违背温度、压力、进料量及催化剂性能要求的情况下，灵活处理。1.2.4停工操作停工操作要根据不同的停工目的，采取不同的处理方法。其基本原则是保证安全，保证催化剂和设备不受损害。在可能情况下，再考虑如何减少原料和动力的损失。1.2.4.1正常停工正常停工是对有计划的较长时间停工而言，停工目的是为了设备动改和检修，因此停工原则以方便检修为目的。正常停工的步骤：a)在切原料前２h，建立整个装置N、H循环，注意观察催化剂床层温度的变化，及时进行调节。b)接到切原料指令后，及时与压缩机、转化岗位配合，在半小时内将进料从常量逐渐降到零。c)切原料后，床层温度不变，仍维持循环一段时间，确保床层中原料气在转化降温前扫净，然后根据转化要求逐渐降温。d)反应器降至常温前，适时补充氮气，保持系统压力稳定。降至常温后，从脱硫联箱引N2将系统压力升至0.5MPa，然后泄压至0.01MPa，如此反复充泄３次，最后使反应器有微正压即可。e)检查本系统各低点排凝和放空。1.2.4.2紧急停工紧急停工是由于关键设备损坏或其它原因而不能正常停工时所采取的紧急处理手段，至于外来原因造成的紧急停工，对关键设备损坏引起的紧急停工措施做一原则介绍。紧急停工时，立即停止进料，停止原料气去转化，同时打开R-4002a/b后放空阀门，引N2将原料气扫至放空管线，直至扫除干净为止，然后系统充氮至0.5MPa，其它按正常停工进行。1.2.4.3停工后的处理停工后的处理措施，已见于正常停工中，这里只根据催化剂的性质，对催化剂的处