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低溫甲醇洗裝置節(jié)能改造

文檔作者：董仲美文檔來源：靈谷化工有限公司大化肥分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月27日
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小氮肥 第 43 卷 第 1 期 2015 年 1 月低溫甲醇洗裝置節(jié)能改造董仲美（靈谷化工有限公司大化肥分公司 江蘇宜興 214213）靈谷化工有限公司大化肥項目總投資共計25 億元，氣化系統(tǒng)采用以煙煤為原料的四噴嘴水煤漿加壓氣化工藝，凈化系統(tǒng)采用耐硫變換、大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗脫硫脫碳和甲烷化工藝，合成系統(tǒng)采用凱洛格氨合成工藝，尿素系統(tǒng)采用斯塔米卡邦改進型 CO2 汽提工藝，同時建設(shè)了 1 套產(chǎn)氧量為 50 000 m3 / h 空分裝置和 3 臺產(chǎn)汽量為 260 t / h 鍋爐。該項目于 2007 年底破土動工，2009 年 6 月建成投產(chǎn)，改變了公司的原料路線，降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的市場競爭力。低溫甲醇洗工藝為一步法吸收酸性氣 H2 S和 CO2 的六塔流程，CO2 吸收塔進口甲醇設(shè)計溫度為 - 61 ℃。自開車以來，低溫甲醇洗裝置在負荷 55% ~ 100% 時工藝操作穩(wěn)定，滿負荷時的合成氨產(chǎn)量為 1 280 t / d。但低溫甲醇洗裝置在滿負荷運行時表現(xiàn)出冷量分布不均以及冰機負荷較重（冰機主要為低溫甲醇洗和空分裝置提供冷量）等問題。故結(jié)合近幾年的生產(chǎn)實踐，提出相應(yīng)的技改措施，使問題得到基本解決。1 低溫甲醇洗裝置冷量來源1. 1 低壓液氨蒸發(fā)低溫甲醇洗裝置主要有 3 臺液氨蒸發(fā)器（富CO2 甲醇中間氨冷器、吸收塔脫硫段進料氨冷器、無硫甲醇氨冷器），在負壓（ - 30 kPa）條件下利用液氨蒸發(fā)分別對 CO2 吸收塔精洗段、H2 S 吸收段的甲醇及中壓閃蒸塔下塔甲醇進行冷卻，氣氨返回新冰機系統(tǒng)并經(jīng)壓縮后循環(huán)使用。1. 2 富甲醇溶液閃蒸制冷從 CO2 吸收塔粗洗段來的甲醇，一部分去中壓閃蒸塔下塔閃蒸降溫；另一部分去 CO2 吸收塔下塔吸收 H2 S，然后去中壓閃蒸塔上塔閃蒸降溫。1. 3 CO2 解吸和低壓氮氣汽提制冷CO2 解吸塔上塔甲醇在低壓下閃蒸出 CO2，其上塔底部甲醇在循環(huán)甲醇/ 貧甲醇換熱器中與從貧/ 富甲醇換熱器來的貧甲醇換熱，為貧甲醇提供冷量，此部分甲醇去 CO2 吸收塔作為主吸收液；CO2 解吸塔下塔富 H2 S 甲醇通過通入低壓氮氣進行解吸降溫，富 H2 S 甲醇在貧/ 富甲醇換熱器中與從熱再生塔底部來的貧甲醇換熱后去熱再生塔。2 冷量分布不均及原因分析為了合理利用裝置冷量、減少冷量損失以及降低冰機負荷，對影響低溫甲醇洗裝置冷量損失的因素進行了分析：①檢查設(shè)備和管線的保冷效果?，F(xiàn)場設(shè)備的跑、冒、滴、漏都會引起冷量損失。從現(xiàn)場檢查結(jié)果看，保冷效果較好，現(xiàn)場設(shè)備的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象不明顯。②CO2 解吸制冷。低溫甲醇洗裝置冷量的主要來源是 CO2 解吸制冷，將運行工藝參數(shù)與工藝包設(shè)計值進行比較，CO2解吸塔上塔底部甲醇溫度與設(shè)計值基本沒有差別。③從設(shè)備特點看，CO2 吸收塔分上、下塔，共4 段（圖 1），上塔從上到下依次為精洗段、主洗段櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴、明顯低于標(biāo)準(zhǔn)值，因此，填料損壞的原因為填料中有效化學(xué)成分 Cr，Ni，Mo 含量低于標(biāo)準(zhǔn)，造成填料腐蝕破碎。2012 年 6 月 20 日，更換了填料。5 結(jié)語改進措施實施后，統(tǒng)計了 3 個月不同負荷下運行指標(biāo)及高壓洗滌器帶液情況，系統(tǒng)氣量在18 000 ~23 000 m3 / h，高壓系統(tǒng)壓力在 14. 2 MPa，低壓吸收塔壓力為 0. 28 MPa，高調(diào)水溫度為113 ~ 114 ℃，高 壓 洗 滌 器 出 氣 溫度在 166 ~168 ℃，幾乎不再出現(xiàn)帶液現(xiàn)象，改造效果明顯。（收稿日期 2014_03_20）20小氮肥 第 43 卷 第 1 期 2015 年 1 月圖 1 CO2 吸收塔流程示意粗洗段；下塔為 H2 S 吸收段。重點檢查的設(shè)備是氨冷器和有冷量交換的甲醇換熱器。如甲醇循環(huán)換熱器（E2205A）進口甲醇溫度與設(shè)計值存在一定差別（表 1），E2205A的換熱能力差，導(dǎo)致 CO2 吸收塔的冷量分布不均。CO2 吸收塔精洗段進口甲醇溫度（TI2207）為-61. 60 ℃、出口甲醇溫度（TI2209）為 - 22. 00 ℃，其出口甲醇溫度比設(shè)計值（ - 25. 70 ℃）高，精洗段承擔(dān)了大部分 CO2 吸收的任務(wù)；CO2 吸收塔粗洗段的進口甲醇溫度（TIA2211）僅 - 37. 00 ℃，比設(shè)計值（ -39. 97 ℃）高；CO2 吸收塔粗洗段甲醇換熱的富 H2 S 和 CO2 甲醇溫度（TIA2217）為 - 60. 40 ℃，粗洗段負荷向上轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)冷量平衡存在問題。表 1 工藝操作溫度的設(shè)計值與實際值對比 ℃3 解決措施針對 E2205A 的換熱面積不足引起冷量分布不均的情況，決定新增 1 臺相同換熱面積的甲醇循環(huán)換熱器（E2205B）。技改后部分工藝流程見圖 2，技改前、后運行參數(shù)對比見表 2。圖 2 技改后部分工藝流程表 2 技改前、后運行參數(shù)對比從表 2 可知：CO2 吸收塔粗洗段進口甲醇溫度由原來的 - 37. 00 ℃降低至 - 40. 60 ℃，有利于增加粗洗段甲醇吸收 CO2 負荷，降低主洗段的甲醇吸收負荷，使冷量分布更均勻；技改后，系統(tǒng)冷量分布均勻，為系統(tǒng)補充冷量的 3 臺氨冷器負荷相應(yīng)降低，氨冰機轉(zhuǎn)速由原來的 7 660 r/ min 降低至 7 296 r/ min，降低了冰機透平的蒸汽消耗。另外，系統(tǒng)冷量的優(yōu)化，不僅降低了系統(tǒng)貧甲醇的循環(huán)量和減輕甲醇循環(huán)泵的負荷，而且降低了熱再生塔的負荷。4 結(jié)語技改措施實施后，低溫甲醇洗裝置在滿負荷運行下，經(jīng)過了夏季高溫的檢驗，效果顯著，冰機負荷并沒有顯著增加，并可多向外界提供 CO2 產(chǎn)品 1 000 m3 / h 以上。但本次技改還存在一些不足，由于 2 臺甲醇循環(huán)換熱器并聯(lián)使用，存在偏流現(xiàn)象，冷量的利用還不充分。因此，只有充分加強設(shè)備和管線的保冷及系統(tǒng)冷量的優(yōu)化，才能保證低溫甲醇洗裝置和冰機系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行。

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