CO冷箱凍堵問題的分析與解決

(河南能源化工集團洛陽永龍能化有限公司， 河南 洛陽 471100)

工業上分離精制一氧化碳主要有深冷分離、變壓吸附(PSA)等技術。河南能源化工集團洛陽永龍能化有限公司一氧化碳分離使用法國液化空氣集團提供的深冷分離部分冷凝工藝技術，采用節流膨脹或絕熱膨脹等方法，把原料氣體壓縮、冷卻后，利用不同氣體組分沸點上的差異進行精餾，使不同的氣體組分得到分離，獲得純度為98%的CO產品氣。并與酸性氣體脫除(低溫甲醇洗)裝置結合。該技術的優點在于：低溫甲醇洗吸收塔處理后的凈化氣直接在低溫的情況下輸入深冷分離裝置前端凈化單元，優化了冷量的利用，縮小了設備體積，減少建設投資費用。閃蒸氣進行循環回收，優化整體能源的消耗。

1 工藝流程

經酸脫裝置C04201塔脫除H2S、CO2等雜質后的合成氣，進入深冷分離裝置前端凈化工序，兩臺充填有相同數量吸附劑的吸附罐并聯運行：當一臺吸附罐在吸附雜質處理原料氣時，另外一臺進行再生。使用吸附劑脫除合成氣中的CO2、CH3OH等痕量組分，獲得CO2<0.1 mg/m3、CH3OH<0.1 mg/m3的凈化合成氣。凈化合成氣回到酸脫裝置煤氣換熱單元回收冷量，與經解吸氣壓縮機壓縮后的PSA解吸氣混合后，進入冷箱單元，在3.1 MPa(g)、-185 ℃操作條件下，一氧化碳和氮氣大部分冷凝成液態，后經減壓閃蒸，脫氮塔提純，低壓CO產品氣在主換熱器復熱后送CO壓縮機，CO經壓縮機提壓后分兩股，一股作為產品氣送乙二醇裝置，另一股返回冷箱節流膨脹制冷。未冷凝的富氫氣送PSA裝置提純，提純后的氫氣送乙二醇。燃料氣送燃料氣管網，工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2 運行情況及問題

深冷分離裝置自2017年11月開始試車至今共接氣運行5 355 h(截至2018年10月30日)，期間裝置運行最高負荷100%，CO產品氣指標穩定在98.5%左右，優于設計值。

前端凈化入口合成氣分析指標穩定(見表1)。試車初期前端凈化出口凈化合成氣中CH3OH一直分析為0，該指標自2018年2月25日開始出現超標現象(見表1)。冷箱壓差快速上漲期間，前端凈化出口凈化合成氣中CH3OH為25 mg/m3左右，分子篩再生末期時經過對再生氣的取樣分析，CH3OH含量嚴重超標(見表2)。……