甲醇凈化脫碳水含量偏高原因及優(yōu)化方法

【摘 要】本文對甲醇凈化系統(tǒng)脫碳水含量高的原因進行分析，并提出了優(yōu)化方法。

【關(guān)鍵詞】甲醇；凈化；脫碳；水含量

0.概述

兗礦魯南化肥廠1992年（二擴）引進了美國德士古加壓氣化技術(shù)，建成了水煤漿加壓氣化生產(chǎn)裝置，配套了耐硫變換（中變串低變）、NHD脫硫脫碳、甲烷化精制的8萬噸/年合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)，該合成氨凈化系統(tǒng)簡稱為凈化II系統(tǒng)。后系統(tǒng)配套克勞斯硫回收裝置，為發(fā)揮德士古水煤漿加壓氣化裝置的優(yōu)勢，兗礦魯南化肥廠又投資新上了一套總投資5.7億元、年產(chǎn)10萬噸甲醇的二期接續(xù)項目，后經(jīng)進一步擴產(chǎn)改造甲醇產(chǎn)量達到年產(chǎn)15萬噸的能力。

由于系統(tǒng)擴建，甲醇凈化入脫碳塔氣體溫度高，阻力大，分析原因為氣體換熱器受限，后進行改造，增加一臺氣體換熱器，與原氣體換熱器并聯(lián)使用，但是，由于現(xiàn)場空間受限，該設(shè)備放在地面（注：原氣體換熱器放在7.00米的二層平臺）。

近期凈化改造后系統(tǒng)阻力明顯減小，但是卻出現(xiàn)了脫碳溶液水含量居高不下的情況，因原料氣中含有H2S、CO2等酸性氣體，溶液水含量越高將造成越多的H2S、CO2氣體溶解在其中，使溶液形成的酸性環(huán)境越強，而脫碳系統(tǒng)設(shè)備、管道、填料等均為碳鋼材質(zhì)，因此，酸性環(huán)境越強對脫碳系統(tǒng)造成的危害越大。

1.原因分析

經(jīng)過努力排查、分析，我們認(rèn)為造成脫碳溶液水含量偏高的原因有以下幾個方面：

（1）氣體換熱器存在明顯偏流現(xiàn)象：氣體換熱器為脫硫氣（熱氣）與脫碳?xì)猓ɡ錃猓Q熱的設(shè)備，氣體換熱器為并聯(lián)方式，且新氣體換熱器位置較低。現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，老氣體換熱器脫硫氣一相阻力較大（分析可能為干法脫硫槽觸媒粉末或老氣體換熱器內(nèi)部結(jié)霜造成），而脫碳?xì)庖幌酂o明顯阻力，導(dǎo)致老氣體換熱器中脫硫氣流量相對較小，而脫碳?xì)饬肯鄬^大，因此出老氣體換熱器脫硫氣溫度很低；而新氣體換熱器脫碳?xì)庾枇^大（分析可能因為新氣體換熱器處于低點，脫碳?xì)鈯A帶的溶液在此聚集，形成液封所致），導(dǎo)致新氣體換熱器中脫碳?xì)饬髁科。鲂職怏w換熱器脫硫氣溫度較高，形成嚴(yán)重偏流。

（2）進塔氣分離器A/B分離效果不好：因氣體換熱器A/B存在偏流現(xiàn)象，且老氣體換熱器出口脫硫氣（溫度很低）主要進入進塔氣分離器A分離，而新氣體換熱器出口脫硫氣（溫度較高）主要進入進塔氣分離器B分離，所以現(xiàn)場排放分離器時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)進塔氣分離器A排出冷凝水較多而進塔氣分離器B排出冷凝水很少。

（3）脫硫氣溫度偏高：脫硫氣溫度偏高，其中夾帶的水蒸氣偏高，且造成換熱后的進塔氣溫度偏高，對脫碳水含量影響很大。

（4）脫碳系統(tǒng)冷量：系統(tǒng)冷量越大，脫碳?xì)鉁囟仍降停M塔氣、CO2氣溫度就越低，換熱后的進塔氣溫度也就越低，分離出的水分就越多。

（5）氣提氮氣量及其溫度：氣提氮氣量越大，氣提出的水分越多；氣提氮氣溫度越高，氣提出的水分越多，同時，消耗的冷量越大。

2.處理措施

對于以上各種情況，為穩(wěn)定脫碳水含量，優(yōu)化系統(tǒng)，特制定如下控制措施：

（1）調(diào)節(jié)優(yōu)化氣體換熱器氣體流量，減小偏流：因老氣體換熱器無任何閥門控制調(diào)節(jié)氣體流量，而新氣體換熱器脫硫氣、脫碳?xì)鈨上喔髦挥幸粋€閥門，因此全開新氣體換熱器脫碳?xì)忾y門，不作限量，視生產(chǎn)情況，控制脫硫系統(tǒng)出口閥后壓力低于2.4MPa，逐漸關(guān)小新氣體換熱器脫硫氣一相閥門， 調(diào)節(jié)氣體換熱器入出口壓差在0.08～0.10MPa，以就地壓力表為準(zhǔn)，入口壓力表在干法脫硫槽出口閥后管道上，出口壓力表在脫碳塔前分離器出口二層平臺的管道上。系統(tǒng)穩(wěn)定時，無分廠批準(zhǔn)，不得隨意動作新氣體換熱器脫硫氣限量閥；系統(tǒng)波動時，視氣體換熱器入出口壓差情況可以調(diào)節(jié)新氣體換熱器脫硫氣限量閥，但穩(wěn)定后，必須得恢復(fù)入出口壓差。

（2）加強進塔氣分離器A/B的排放，每班排放不得少于兩次， 進塔氣分離器A導(dǎo)淋可以稍開常排，但開度不得過大，嚴(yán)防串氣。

（3）盡量降低脫硫氣溫度，嚴(yán)格控制TI3019溫度在30～32℃、TI4009溫度低于34℃，控制脫硫溶液水含量≤5％，以降低脫硫氣中的水分含量。

（4）優(yōu)化脫碳系統(tǒng)操作，盡量降低脫碳?xì)狻O2氣溫度，以降低進塔氣溫度，分離出更多水分。

（5）加大氣體氮氣量，可串入少量中壓氮氣，同時根據(jù)氣溫情況，可適當(dāng)提高氣提氮氣溫度，力求氣提出更多水分，降低溶液水含量。

3.效果驗證

經(jīng)過優(yōu)化操作，能保證脫碳溶液水含量≤5％，減少系統(tǒng)能耗，降低了生產(chǎn)成本。