對影響低溫甲醇洗的一些環節和裝置進行了技術改造,並通過不斷的探索和總結,從工藝上提出了確保裝置在-40℃級工藝條件下最佳化運行的條件,使該裝置長期穩定在95%以上的高負荷下運行,顯示出該工藝吸收能力強、操作彈性大的優勢。
基本介紹
- 中文名：穩定操作條件
- 含義：最佳化運行的條件
- 意義：使儀器穩定運行
- 領域：化工
低溫甲醇洗高負荷穩定運行操作條件探討,低溫甲醇洗冷量平衡控制,低溫甲醇洗操作壓力的控制,進入低溫甲醇洗粗煤氣成分的控制,甲醇循環量的控制,洗滌甲醇質量的控制,
低溫甲醇洗高負荷穩定運行操作條件探討
(1)低溫甲醇洗是目前國內外比較成熟的一項氣體淨化技術，具有吸收能力強、操作彈性大的優點。該工藝比較適宜褐煤制氨生產裝置對酸性氣體的淨化。
(2)低溫甲醇洗溶液循環量基本上與原料氣中的酸性氣組分無關，而與原料氣量、煤氣成分、操作壓力、操作溫度有密切的關係。實際生產過程中，保持原料氣量穩定，提高操作壓力，降低溶液溫度及避免水、氨、煤粉等雜質進入系統，對於提高吸收效果，減少溶液循環量，降低消耗，保證裝置長期穩定運行有利。
(3)實踐證明，-40℃級工藝可以滿足煤制氨系統低溫甲醇洗裝置高負荷穩定運行的要求。
低溫甲醇洗冷量平衡控制
在低溫甲醇洗工藝中，溫度是影響甲醇洗淨化效果的最重要因素之一。低溫甲醇洗的淨化效果取決於酸性氣在甲醇中的溶解度和達到氣液平衡時酸性氣在氣相中的分壓，而這兩項因素都是溫度的函式。氣體在液體中的溶解度隨溫度的降低而增大，因此，採用較低的洗滌溫度對氣體的淨化過程有利。另外，甲醇的蒸汽壓也是溫度的函式，溫度升高，甲醇蒸汽壓增大，甲醇的損失就增加。因此，保持低溫下操作，不但能保證甲醇有較好的吸收效果，而且能減少淨化氣帶走的甲醇，甲醇損失就小。在實際操作上可以通過以下手段來實現冷量的平衡:
(1)調整氨吸收製冷裝置工藝，確保製冷劑的供給;
(2)儘量降低甲醇減壓閃蒸後氣體壓力，提高節流閃蒸製冷效果，以增加系統冷量;
(3)在保證液氮洗裝置工藝正常的情況下，應儘量維持液氮洗至甲醇洗的氮洗氣在低溫下，以增加系統冷量的供給;
(4)在保證工藝正常的情況下，儘量增加氨壓縮機負荷，降低氨蒸發壓力，以提高氨冷效果。
低溫甲醇洗操作壓力的控制
根據亨利定律，在一定溫度下，氣體在液體裡的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。另外，從傳質動力學角度來看，吸收過程的壓力越高，氣體分子的擴散速率越快，吸收推動力就越大，因而吸收速率越快。因此，吸收過程壓力增高，氣、液兩相接觸好，有利於吸收過程的進行和淨化效果的提高。
為控制好吸收壓力，保證好的吸收效果，根據不同情況可採取以下手段滿足吸收對壓力的要求:
(1)在裝置穩定的情況下，通過增加氣量，提高入系統的工作壓力;
(2)在供氣不足的情況下，可通過關小吸收塔氣體出口調節閥，減少壓力的損失;
(3)在前系統負荷波動較大或後系統倒換壓縮機時，應及時通過關小吸收塔氣體出口調節閥進行調整，以防壓力降得過低。
進入低溫甲醇洗粗煤氣成分的控制
進入低溫甲醇洗粗的煤氣中CO含量過高，易造成CO分壓高，吸收塔壓差升高，影響甲醇對CO2的吸收效果;粗煤氣中的NH3含量高，進入甲醇洗系統後，易造成煤氣低溫冷卻器碳酸氫銨結晶堵塞，影響生產正常運行;粗煤氣中煤粉等雜質進入甲醇洗系統，易造成固體物質在溶液換熱器列管內聚集，影響換熱器的換熱效果或在吸收塔塔盤上聚集，使塔壓差升高，影響吸收效果。
為保證吸收塔的正常運行，可採取以下防範措施，防止過多的雜質進入系統:
(1)變換系統儘量控制出口氣體中CO含量在工藝指標範圍內，一般情況下不宜採取提高CO含量來增加液氮洗冷量;
(2)變換系統嚴格控制好煤氣洗滌效果，洗滌後的煤氣溫度不超過40℃ ，以防氣體中的氨洗滌不乾淨，將氨帶入甲醇洗系統;
(3)絕對禁止開變換爐副線來調整粗煤氣中CO含量，特殊情況下要適當提高CO含量，也只能通過變換工段調整工藝來實現，以防將固體雜質帶到甲醇洗系統。
甲醇循環量的控制
酸性氣在甲醇中的溶解度主要是溫度和壓力的函式，溫度、壓力確定後，酸性氣的溶解度基本恆定。從傳質動力學角度分析，液氣比大，相平衡常數小，有利於組分的吸收。在塔的正常操作範圍內，增加循環量，增大液氣比值，氣液兩相在塔內接觸越充分，傳質效果越好。但循環量的增大也會導致過大的循環動力消耗及再生能耗，增大甲醇氨冷器的負荷。因此，甲醇循環量應綜合考慮，在保證氣體淨化度的前提下，儘量選取一個適宜的液氣比值，合理匹配甲醇循環量，既能保證溶液的吸收效率，又不至於增加能耗。
洗滌甲醇質量的控制
低溫甲醇洗滌甲醇的質量包括甲醇中的含水量、H2S濃度和CO2濃度等。甲醇質量的好壞直接影響著低溫甲醇洗的吸收效果。甲醇中含水量達5%時， CO2在甲醇中的溶解度將降低15%，H2S的溶解度也會大幅度下降。另外，甲醇含水量增加，溶液比重增大，增加了動力消耗，而且對系統設備的腐蝕也會加劇，縮短裝置使用年限，腐蝕物對設備和管路也會造成堵塞，影響生產正常運行。如果甲醇再生質量不合格，再生甲醇中H2S和CO2濃度高，則洗滌甲醇的吸收率降低，尤其是當熱再生不完全時，精洗甲醇中硫化物較高，精洗甲醇吸收效率會大幅度降低，導致淨化氣體不合格，微量超標。為保證甲醇的質量，可採取以下措施。
(1)購買合格的甲醇，以保證補充甲醇含水量符合質量標準，控制好甲醇水塔工藝指標，確保再生甲醇含水量小於1%;控制好煤氣水分離器的液位，防止液位過高將煤氣中的水帶入系統;如果煤氣溫度高，水分離困難，煤氣溫度一時降不下來，可適當增加噴射甲醇量，增強脫水效果，防止水進入系統。
(2)控制好甲醇閃蒸再生和熱再生系統各項工藝指標，確保甲醇再生完全，使返回系統的再生甲醇達到質量要求。
