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36万t/a甲醇装置运行中出现的问题及解决措施

[日期:2011-09-15] 来源:新能凤凰能源有限公司   作者:马传龙 [字体: ]

       新能凤凰(滕州)能源有限公司136t/a甲醇生产装置的水煤浆加压气化技术采用的是华东理工大学的四喷嘴对置式技术;水煤气部分的变换工艺采用的是大连理工大学低温甲醇洗脱硫脱碳工艺、华东理工大学的绝热复合管壳型甲醇合成反应器,其合成压力为5.3 MPa ,温度为220260 ℃;产品精馏采用国际上最先进的三塔精馏工艺。200912月甲醇系统投产以来,生产装置在运行中暴露出不少问题。

1.变换炉的汽气比及变换炉入口温度低

目前变换炉的操作主要靠控制入变换炉的汽气比及变换炉入口温度进行调节。在新能凤凰原始开车的摸索过程中,曾经出现过1次原始开车导气时由于将入变换炉的汽气比控制太低,造成发生急剧反应的现象,床层超温至600 ,系统险些停车。

       2.酸性气火炬管线堵塞

系统开车时,因硫回收和烟气脱硫装置没有同时开车,所以变换汽提塔的汽提气、低温甲醇洗再生塔出来的酸性气送酸性气火炬管网燃烧后放空。系统装置运行1个月左右,发现酸性气火炬管线出现堵塞现象,导致变换汽提塔憋压、低温甲醇洗甲醇再生塔(T3004)的再生压力高,严重影响生产装置的运行。

3.低温甲醇洗系统需双泵开车

原始开车时,由于操作经验少,贫甲醇水含量高达1.5%左右,吸收效果不好,导致净化气硫化氢超标,当时采取加大贫甲醇循环量的措施,最大加到80 m3/h,这样T3004的负荷相应较高,加上再沸器的蒸汽流量表指示不准确,所以T3004回流槽液位高,导致回流泵单台根本无法运行,被迫长时间运行双泵。

4.甲醇合成循环氢波动大,循环气N2含量高

甲醇系统开车后,由于净化工段操作人员对变换气CO成分、低温甲醇洗CO2成分控制不太严格,缺乏沟通,调整没有预见性。调整幅度偏大并且不及时,加上成分调整反应时间具有一定的滞后性,导致新鲜气(H2-CO2)/(CO+CO2)波动较大,反映累积在循环气中氢的含量波动较大,氢高时能达到80%左右,导致系统压力持续上升,不得不采取放空方式,严重影响生产甲醇的消耗,很不经济;循环气氢含量低时能到40%左右,循环气氢含量低时,相应的碳含量高,将导致副反应的大幅增加,从而影响粗醇质量,进而影响精馏工况。

5.精甲醇质量波动大

       在精馏系统开车时,精甲醇酸度高、水溶性低,精甲醇合格产品静置存放后酸度和水含量会发生变化。

6.变换汽提塔低温冷凝液氨氮超标,气化废水氨氮严重超标,污水处理运行困难

气化产生的水煤气含有少量的氨氮等物质,会对低温甲醇洗再生塔运行造成一定危害,所以必须事先脱除,变换系统的洗氨塔就是完成这一任务的关键设备。洗涤后的液体与变换第二低压废锅后的冷凝液一同去汽提塔进行汽提,除去溶解的CO2NH3H2S等气体后,剩余的低温冷凝液送气化蒸发热水塔作为补充水进行回收利用,汽提气送至酸性气火炬燃烧后放空。我们在开车后不久发现气化废水氨氮持续上升,最高达到400 ×10-6,严重超出污水处理装置的要求,经过分析排查发现变换汽提塔的低温冷凝液氨氮含量最高将近500×10-6,不断输送到气化系统水中累积,最终导致气化废水的氨氮含量不断上升。

鉴于以上问题,经分析并采取了以下措施。

1.第一中压废锅副产蒸汽压力控制如果过低,将会导致水煤气汽气比下降,从而使变换炉温热点的上升和变化出口CO的成分上涨。所以,进入工段的水煤气温度、第一中压废锅副产蒸汽压力是否稳定是控制变换炉温和氢碳比的关键因素。

2.分析酸性气火炬管线堵塞原因,是由于变换汽提塔中的汽提气含有氨、二氧化碳、蒸汽,低温甲醇洗再生塔出来的酸性气含有硫化氢、二氧化碳等气体,在送往酸性气火炬管线中由于温度不高,会产生大量的碳铵,从而堵塞酸性气火炬的管道。配加1.27 MPa的低压蒸汽热洗管道处理通后,相应提高变换汽提气温度,杜绝铵盐结晶,从而保证管道的畅通。

3.低温甲醇洗热再生塔回流泵双泵改单泵运行。经过讨论分析决定适当降低再生塔底温度12 ℃,按98 ℃控制,看回流泵是否能满足生产的需要。这样,先尝试适当减少再生塔再沸器蒸汽的用量,等再生塔塔底、塔顶温度降下来,回流槽液位有下降趋势就立即停下1台回流泵做热备用泵,再用泵适当加大负荷运行。

4.无论循环气氢含量高还是低,都会导致甲醇反应失衡,从而影响产量、质量。针对这种情况,我们在生产指挥上安排变换工段严格控制CO成分在19%21%内波动。经分析讨论后,一致认为采取适当放空点,维持适当放空部分循环气量和循环气中氮气含量在一定水平,可稳定生产。

5. 针对精甲醇酸度高的情况,经分析认为,预塔甲醇pH分析存在问题,原来采用pH试纸测定pH不准确,存在较大偏差,必须用酸度计分析,改用中心化验室酸度计分析后,pH严格控制在79,使产品的精甲醇的酸度合格。

针对水溶性不合格的问题,我们认为还是粗醇中烷烃油、杂醇油含量偏高所致。对于烷烃油的去除,可在萃取槽中适当多加点脱盐水萃取;对于杂醇油的去除,常压塔根据情况适当采出,如果杂醇油采出量大,可用回收塔回收杂醇油中的甲醇,提高产品甲醇的产量,减少浪费。

合格精甲醇静置存放一段时间后分析,有时酸度稍微偏高,影响了产品质量,经过分析认为,预塔加碱量稍多,会引起pH稍微偏高,导致部分酯类产生,尽管采出时精甲醇是优等品,但是静置存放一段时间后,酯类分解导致精甲醇酸度超出指标。针对合格精甲醇静置存放一段时间内分析的水分偏高问题,经过排查后发现大多是意外串水导致,稍加注意能够避免。

6. 针对变换汽提塔低温冷凝液氨氮超标、气化废水氨氮严重超标的问题,我们适当调整汽提塔顶底部温度和压力指标,最终把汽提塔低温冷凝液氨氮含量降低到50×10-6以下,气化废水氨氮逐步下降稳定到200×10-6左右。

经过以上一系列处理措施,公司1期的36t/a甲醇生产装置生产稳定,产出的精甲醇质量比较稳定,且精甲醇的纯度> 99.996 %,产品质量达到美国AA级精甲醇标准以及满足GB 33892 国标优等品精甲醇的要求,污水处理系统基本满足要求。

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