低温甲醇洗工艺手册

低温甲醇洗工艺手册内容摘要：

一股 Nm3/h 的－ ℃的合成气，作为冷源的一部分，在 E1017 及 E1001 中被加热到 ℃离开本工序。 从 C1003 塔底进入 C1004 塔的甲醇液在此塔内 完成甲醇再生，再生的甲醇作为贫甲醇循环利用。 华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 17 页 共 48 页 富载 CO 、 H2S、 COS 的甲醇液被来自塔底再沸器 E1011 及甲醇 /水分离塔顶的甲醇蒸汽汽提，使 CO 、 H2S、 COS 全部解吸。 再沸器 E1011 用低压蒸汽加热向 C1004 提供热量。 解吸的气体离开 C1004 塔顶（ MPa， ℃，含甲醇 ％， CO2： ％，H2S： ％）首先进入 C1004 回流冷却器 E1012 被水冷却，冷下来的液体在回流槽 V1006 中分离后经 P1006 泵送入 C1004 顶回流。 气体进入 H2S 组分冷却器E1013，再在 H2S 馏分分 离器 V1005 中分离，分离的液体送回 C1003 塔底。 分离的气体一部分循环回 C1003 塔下塔中部，另一部分经 H2S 馏分冷却器 E1014复热后送入克劳斯装置（ 1398NM3/hr， (A)， ℃，含 H2： ％，CO2： ％， CH3OH： ％）。 再生后的贫甲醇以 ， 102℃离开 C1004 塔左室，经 1贫甲醇冷却器E1010冷却后进入甲醇收集槽 V1004。 定期补充的甲醇也加入到此槽中，经 P1004甲醇泵从 V1004 抽出的贫甲醇压力升到 （ A），在水冷 却器 E1018 中被冷却后分成两股，大部分（ ， 41℃）经 E1009， E1008 冷却到－ ℃进 C1001 塔顶作为洗涤剂，另一部分（ ， 41℃）作为喷射甲醇送入主E1001 前的原料气总管中。 C1004 塔右室的液体经液体 P1005 抽出，在 S1001 过滤后（ m）一部分与左室出口液体汇合去 E1010，另一部分（ ， （ A）， ℃）经 C1005 进料加热器 E1016 冷却到 ℃作为 C1005 塔的回流液，同时将所携带的一部分水分离掉。 /水分离 从 V1001 分离罐来的甲醇水混合物（ ，－ 17℃，含水 ％，CH3OH： ％），经 E1016 加热到 ℃后，进入 C1005 塔进行甲醇 /水蒸馏分离。 华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 18 页 共 48 页 塔底再沸器 E1015 的加热介质为低压蒸汽。 也可向 C1005 塔底直接补入一股低压蒸汽，以提供热量。 塔顶的甲醇蒸汽（ ， (A)， ℃，含水 ％， CO2： ％， CH3OH： ％）直接送入 C1004 塔中部。 分离的废水（ ， (A)， ℃，含水 ％， CH3OH：％）经塔底送往废水处理工段。 回流液来自 C1004 塔右室，含水 ％， CH3OH： ％，直接进入 C1005塔板。 为了降低甲醇消耗，本工段还设有废甲醇槽 V1008。 将收集在集管内的所有排放甲醇或泄漏甲醇汇入 V1008。 内设潜液泵 P1007 使 V1008 内废甲醇循环回工艺系统进行处理。 定期补充到 V1004 的新鲜甲醇来自甲醇贮罐 T5002 及相应的甲醇补充泵P5002。 如果低温甲醇洗工段停车， T5002 也可以用来收集来自工艺界 区的排放甲醇。 四、工艺与设备特点 我厂酸性气体脱除工段采用林德公司开发的 Rectisol 工艺，用甲醇做溶剂，在低温（－ ℃）、高压（ ）下将工艺气中 CO H2S、 COS 的脱除，然后甲醇再生循环使用，并向尿素、硫回收提供合格的原料气。 （一） 工艺特点： 1. 流程布置特点 我厂采用的是五塔流程，设备多、流程长，按照温度等级可将整个系统划分为冷区和热区，冷区主要包括甲醇洗涤塔 C100 CO2 解吸塔 C1002 及硫化氢浓缩塔 C1003 及其有关的换热器、泵、罐。 主要用于脱除酸性气体，解吸 CO2及浓缩 H2S 组分。 热区主要包括甲醇再生塔 C100甲醇 /水精馏塔 C1005 及其华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 19 页 共 48 页 有关的换热器、泵、罐。 热区与冷区划分界限为 E1009，因热区设备材质与冷区不同，严禁热区温度降至 0℃以下。 根据压力等级的不同将整个系统划分为高、中、低三个区。 高压区主要包括 C100 V1001 及 E1001 等设备，压力为。 中压区主要包括 V100V1003 及 K1001 等设备，压力为。 低压区包括 C100 C100 C1004及 C1005 等设备，压力为 ～。 因此在停车期间，严禁 高、中、低压串压。 CO H2S 及 COS 的优点： ⑴ 低温高压下酸性气体在甲醇中的溶解度很大，甲醇循环量小，动力消耗少。 ⑵ 净化度高，出甲醇洗涤塔的工艺气中 CO2 为 8ppm， S 小于 1ppm，甲醇为 10ppm 不含水。 ⑶ 选择性好，在工艺条件下，酸性气体在甲醇中的溶解度为 H2 的 100 倍，有效气体损失少。 ⑷ 溶剂损失少，低温下甲醇的蒸汽压很小，随气体带走的甲醇很少。 ⑸ 容易再生，加压后，溶解气体逐渐解吸回收，甲醇热再生后经冷却冷凝，循环使用。 ⑹ 甲醇廉价易得。 碳含量高，处理方法特点： 因我公司气化原料为煤，故原料气中 CO2含量很高，为 Nm3/h,占工艺气总量的 ％。 尿素生产所需的 CO2 量为 Nm3/h，这就意味着大量的 CO2需在硫化氢浓缩塔 C1003 内解吸并放空。 因此， 100％负荷时 V1002 中的富 H2S 甲醇经 FV1008 进入 C1002 塔量仅为 ，大约 120m3/h 的甲醇经 LV1016 阀进入 C1003 解吸。 华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 20 页 共 48 页 4. 50％负荷下回收 70％产量的 CO2 由于我厂气化炉为 2开 1备共 3台炉子，正常时两台运行，每台负荷为 50％。 当一台气化炉 跳车时，气化负荷则为 50％。 因此净化工段的操作负荷范围为50％～ 70％。 为了保证本工段 50％负荷运行时尿素装置的 CO2 压缩机仍能正常运行。 要求本工段回收 CO2不少于正常负荷时的 70％。 为此 50％负荷运行时要采取以下措施： （ 1） 适当降低 C1002 操作压力。 （ 2） V1002 罐底部送往 C1003 的液体管线阀 LV1016 全关，将所有液体送入 C1002 解吸回收 CO2（参见图 6）。 （ 3） 从 C1002 中部去 C1003 塔的甲醇液，在 100％负荷下经 LV10251全部进入 C1003 塔上部较高位置，被汽提解吸 CO2（参见图 9）。 但在 50％负荷时，此股液体全部经过 LV1003，不经过上部的几块塔板解吸CO2，液体降到升气板上以后，被 P1001 泵抽出，在有关换热器中回收冷量以后送入 C1002 塔底解吸回收 CO2。 这样就能保证本工段 50％负荷运行时回收维持尿素最低负荷生产所需的20200NM3/h CO2（ 70％负荷）。 增浓循环管线的设置 克劳斯硫回收装置要求富硫气体中 H2S 浓度越高越好。 根据我厂煤中硫含量情况，单靠 H2S 浓缩塔（ C1003）来浓缩 H2S 是不够的，因此从去克劳斯硫回收的富 H2S 气体中引出一股气体循环回 C1003 塔底 部。 使 H2S 尾气得到浓缩，达到克劳斯装置的要求。 /水精馏塔 C1005 塔顶甲醇蒸汽能量的合理利用 和常规的精馏塔的设计不同， C1005 塔顶的甲醇蒸汽没有经过冷却、分离，在用泵打向甲醇再生塔 C1004 及作 C1005 塔顶回流液，而是直接送回 C1004 塔华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 21 页 共 48 页 中部， C1005 塔顶回流液为来自 C1004 塔底的甲醇。 这样，这股甲醇蒸汽所携带的能量在 C1004 内被利用，作为甲醇再生的一股热源，即减少了投资，又给操作带来了方便。 根据运行厂家经验，装置运行一段时间后，由于上游工段的炭黑、触媒粉带入本系 统及本系统的腐蚀等原因造成系统脏而堵塞设备（尤其堵塞缠绕式换热器），而增加系统阻力，降低换热器的传热效率，影响本工号的正常运行。 鉴于此原因，林德公司为我厂在 P1005 泵及 P1003 泵后分别设置了一个 m 的过滤器 S1001 和 250μ m 的 S1002。 它们可以将甲醇循环过程中的杂质过滤掉，保证循环甲醇的干净，防止对换热器的堵塞而影响装置的平稳运行。 二、设备特点 C100 C100 C100 C1004 选用浮阀塔。 浮阀塔有以下优点： （ 1） 生产能力大，比泡罩塔提高 20％以上。 （ 2） 操作弹性大，即最 大负荷与最小负荷之比，要比筛板塔及泡罩塔大的多。 （ 3） 汽液接触良好，由于气体是朝水平方向吹出，雾沫夹带少，塔板效率较高，与泡罩塔相比，约高 15％左右。 （ 4） 塔板上液面梯度较少，气体分配均匀。 （ 5） 塔板结构简单，安装容易。 塔的特点 根据运行厂家经验 C1005 塔的操作对整个甲醇洗系统是很重要的。 若精馏操作不好，循环甲醇中水含量高，将难以保证甲醇洗装置的平稳运行。 林德公司在设计此塔时作了以下几方面的优化及改进： 华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 22 页 共 48 页 —— 塔板采用筛板，操作弹性大 —— 塔径较大，整个塔的处理能力增加，从设计上保证塔的操作性能，使循环 甲醇中水含量低于 ％（ V） —— 塔底设计了一股直补蒸汽管线。 正常操作时可以不用，但当杂质太多或热负荷不足时，可开这个蒸汽阀直接加热，增大废水流量，带走杂质防止堵塞设备。 另外，当塔内水含量较少而不能维持精馏操作时，可开直补蒸汽阀，向系统加水，以稳定精馏操作。 /水分离罐 V1001 能力大 根据运行厂家经验，若甲醇 /水分离罐 V1001 分离效果不好，水会随工艺气进入甲醇循环，经累积甲醇中水含量升高，会影响甲醇的吸收效果。 引起甲醇 /水分离罐分离效果不佳的主要原因为罐的容积太小，气速太高，气体在罐内停留时 间短，水来不及分离而带入甲醇洗涤塔 C1001 中。 为此，林德公司在设计时增加了 V1001 罐的内径达到了φ 1650mm。 这样就保证了甲醇 /水的分离效果。 ： 喷淋甲醇管线上的两个过滤器的结构及尺寸不同。 SR10011 为滤网式，滤网为 250μ m； SR10012 为筒式过滤器，滤芯为 m。 这样设计的意图是，装置运行初期，系统比较干净，可使用 SR10011 过滤即可满足要求。 当运行时间较长，系统较脏时，需使用 SR10012，将杂质过滤以净化系统甲醇，继续维持装置的平稳运行。 一台过滤器清洗时，可切换到另一台运行，互为备用。 第五节 主要控制回路及操作要点 （一）甲醇洗工段控制回路一览表 低温甲醇洗脱除酸性气体工艺流程长控制回路多，主要有：流量控制回路，华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 23 页 共 48 页 压力控制回路，温度控制回路，液位控制回路及手操器，现将其列表如下：（见表 6） 表 6 控制回路一览表 类别 序号 位号 控制对象 备注 流量控制回路 1 FICA1005 甲醇洗涤塔 C1001 上塔底去下塔甲醇流量 比例调节 2 FICA1008 闪蒸罐 V1002 去 CO2 解吸塔 C1002 的甲醇流量 比例调节 3 FICA1009 CO2 解吸塔 C1002 塔顶甲醇回流量 4 FICA1014 出甲醇泵 P1004 的贫甲醇流量 比例调节 5 FICA1015 去甲醇再生塔再沸器 E1011 的蒸汽流量 6 FICA1018 循环返回 H2S 浓缩塔 C1003 的富 H2S 气体流量 7 FICA1023 出甲醇过滤器 S1001 去甲醇 /水精馏塔C1005 的甲醇量 8 FICA1024 去甲醇 /水精馏塔再沸器 E1015 的蒸汽量 串级调节 压力控制回路 1 PIC1004 C1002 塔的 CO2 气体压力 2 PICA1007 循环氢压缩机 K1001 入口工艺气压力 分程控制 3 PICA1014 （去尿素的 CO2 产品压力）出 H2S 浓缩塔C1003 的尾气压力 4 PICA1034 贫甲醇贮罐 V1004 的压力 分程控制 5 PICA1036 出甲醇再生塔 C1004 的富 H2S 气体压力 分程控制 6 PICA1041 去硫回收工段的富 H2S 管线补 N2 压力 温度 1 TICA1057 甲醇 /水精馏塔 C1005第 11 块塔板上的温度 串级调节 液位控制回路 1 LICA1001 甲醇分离罐 V1001 液位 2 LICA1004 甲醇洗涤塔 C1001 下塔底液位 华鲁恒升集团工艺手册 ―― 低温甲醇洗 第 24 页 共 48 页 3 LICA1006 甲醇洗涤塔 C1001 上塔底。