「甲醇含量」鲁奇低甲指标优化浅析

今天，山东创新网分享「甲醇含量」鲁奇低甲指标优化浅析。

【摘要】：低温甲醇洗作为上世纪50年代研发，我国70年代引进的净化技术，经过国内大大小小几百家合成氨、甲醇等装置的实践检验和改进完善，总的工艺技术已经相当成熟，但根据业内同行交流和互联网上得到的信息，目前仍有很多装置或多或少的存在影响系统优化，甚至影响生产指标的问题，本文结合兖矿国宏低温甲醇洗装置的运行实际，总结鲁奇净化系统易发事故和生产中需注意的关键点
【关键词】：工艺、优化、指标、经验

净化气的主要成分为H2和CO，净化工序的主要任务不是调节其含量，而是尽可能多地回收闪蒸的H2和CO，避免有效气浪费，同时CO2作为甲醇合成必不可少的调节成分，其含量大小直接决定合成反应的副产物、水含量、系统压力、温度、汽包操作甚至甲醇产量等诸多参数，因此CO2的含量调节是净化操作的一个重要控制点。个人认为CO2的调节，调节原则是新鲜气的H/C，有利于合成反应，可以通过观察CO的变化趋势及合成塔压力趋势提前动作。调节方法包括调节系统压力PI2204，循环量FI2209，循环液温度TI2218，具体为小调用压力，大调用流量，慢调用温度。
作为净化气最重要的一个指标，总硫含量的调节方式，包括循环量、循环温度、系统压力、贫甲醇中H2S含量等在此就不再赘述了，值得注意的是贫甲醇中水含量对酸性气体吸收效果的影响，无水甲醇的吸收效果是含水量5%的甲醇的15倍，因此控制系统中水含量在较低水平对净化气指标非常重要。一般系统中水含量超标主要原因有以下几个方面：1、变换气带水，可以通过变换气温度TI2201看出。2、热再生塔T2204塔顶水冷器E2218或塔底再沸器E2221内漏，可以通过凝液COD分析看出。3、新鲜甲醇水含量不合格，可以通过溶液分析看出。4、甲醇水分离塔T2205操作不好，脱水效果差。其中前三点出现概率很小，且原因较容易分析，甲醇水分离塔作为一个小型的精馏塔，操作需综合考虑进料流量、温度，回流流量、温度，蒸汽量，塔顶塔釜及灵敏板温度等诸多因素，还要考虑系统中未被溶液过滤器过滤掉的杂质。
净化尾气的指标优化问题，由于新环保法的出台和净化系统扩产改造的要求，目前本公司尾气总硫控制在25ppm，新指标下达后，经过一段时间的摸索，目前基本能保证尾气总硫达标排放。
首先对尾气含硫量影响最大的还是气提氮气，气提氮气分压越低，气提效果越小，尾气指标就越好，但过低的气提氮气量会导致系统温度升高，进而影响净化气总硫指标，所以岗位在操作中会在保证净化气总硫小于0.05ppm的前提下，尽可能减小FI2216的流量，如果发现由于系统温度升高造成净化气总硫上升，应立即调节气提氮气量，保证∑S在可控范围。
通过分段分析，发现T2203 II段和III段尾气总硫含量较高，而I段很低，根据分析结果和再吸收塔T2203的内部结构，合理分配洗涤甲醇的流量，调小FV2206和FV2213，加大II段洗涤甲醇的流通量，保证总的尾气排放合格。
适当提高T2204热闪蒸段的压力设定值，减小闪蒸段的闪蒸气量，但未闪蒸的酸气会随着T2204热再生段酸性气载送，这只适合在硫回收酸气量有操作弹性的前提下。
另外，T2202下段反洗甲醇流量及酸性气提浓回流量的大小也会对净化尾气造成影响，操作中需根据实际情况分析具体原因。
为保尾气指标所进行的以上几项操作都对系统其他指标的优化有或多或少的副作用，比如减小气提氮气，系统冷量不足，想保总硫指标就必须相对加大循环量，需要增加一定的电耗，而且相比之前尾气总硫小于100ppm的范围，系统操作弹性变小，操作工不敢大胆调节，也是对系统一个不利的因素。
三是设备方面，动设备以P2204-CO2吸收塔给料泵为例，作为整个低甲的核心设备，发生过各种典型的离心泵的故障，曾经由于再生塔塔底再沸器蒸汽波动，导致塔内压力突降，P2204吸入口压力低至0.19MPa，NPSHa不足导致汽蚀，岗位人员紧急申请蒸汽，并及时开启备泵才保证循环未中断，净化气未超标；P2204的贫液经过泵体出口阀、止回阀、流量调节阀FV2209之后进主洗塔T2201，今年1月大修后开车建循环，启动P2204后一直出现正常打量几分钟后就不打量的情况，两台泵都是这样，入口液位和压力都确认正常，开进出口导淋和泵体导淋排气、清过滤器等方法都不管，后来发现从出口压力表导淋处排出液好像有气体，怀疑是不是调节阀FV2209和泵出口阀都内漏，主洗塔的气相倒回，排气不彻底发生了气缚，于是关闭FV2209一道截止，用大号扳手再卡死出口阀，重新彻底排气后再开泵，打量才恢复正常；其他运转设备包括循环气压缩机也会出现类似的异常情况，要减少设备原因引起不必要的停车或减量，只能从事故发生的萌芽状态进行排查消除，这需要工艺和设备人员配合，中控要对轴温、电流、LPFT等运行参数密切监控，现场人员对润滑油、冷却水，还有密封罐液位等认真巡检，确保不出现工艺操作原因引起的设备故障，设备人员使用听棒、红外测温仪、测振仪等对泵的振动情况，声音和温度异常等判断是否运转良好及可能发生故障的原因，有很多单位都存在工艺和设备人员不沟通，出现问题由于怕承担责任而互相推诿扯皮的现象，这对设备和系统的长周期运行都是极其不利的。
此外，系统设备、管道内不可避免地存在部分颗粒物及其他杂质，如硫化亚铁、硫化铁、羰基铁以及从气化带来的煤粉和变换带来的催化剂粉尘等，这些固体杂质在系统内累积，长时间会对换热器的换热效果、塔盘的传质效率、泵的打量好坏甚至是甲醇的吸收效果造成影响。去年8月，净化新增甲醇溶液过滤器已经正常投用，通过前期对清液腔和浊液腔的压差和排出液杂质含量的观察情况，目前车间规定每月对过滤器滤芯清洗一次，配合各机泵入口滤网的定期清理，保证系统中固体杂质的水平在较低范围。
腐蚀问题，2009年，净化操作工巡检时第一次发现E2213换热器管线弯头处有滴漏，处理完毕后来又发现另一处管线弯头也出现了漏点，初步怀疑是弯头材质有问题，后经排查确认，将样品送河北厂家检测，发现这批弯头安装前均没有经热处理，没有消除应力的弯头在低温溶液环境下很容易发生腐蚀、泄漏甚至断裂，之后合成车间利用大修期间对净化270多个弯头重新进行了更换，目前运行正常。之前发生的一次管线爆裂事故，泄漏发生位置在循环气压缩机出口循环气管线并变换气管线之前弯头处，也是在高压和含硫、氢气的环境下，变换气中的硫化氢成分加重了此段管线的腐蚀，事故后对循环气压缩机入口管线进行检测均为发现管壁减薄和其他异常现象，但泄漏点之前的出口管线也不同程度的出现了管壁减薄，后期也对进行了全面更换，进出口的区别就在压力和是否含硫，综合国宏发生的两个腐蚀案例说明低温，高压，溶液环境以及氢气都会加重腐蚀的发生，网上的相关资料也证明了这点。经2014年大修检测酸性气管线，使用碳钢材质的管线厚度基本与原始安装一致，表明干燥低压的硫化氢腐蚀并不会对管线造成严重腐蚀。
另外由于H2S对设备的腐蚀生成的FeS自燃点只有40℃，又极易与空气发生氧化反应累积热量，是化工生产中的危险因素。国宏公司的热再生塔闪爆事故就是在工艺处理过程中，充入的低压氮气没有经过分析，氧含量过高导致了系统中硫化亚铁氧化，进而发生自燃、闪爆，更换的一批塔盘对国宏公司造成了大量的经济损失，事故教训惨痛又深刻，之后国宏公司大大小小的检修工艺处理通氮气之前都要进行分析，保证氧含量合格后才能进设备，但这起事故还只是个例，就算氮气中氧含量是合格的，也要在设备检修期间做好工艺处理，保证设备微正压，不能进入空气，如果系统大修需要开人孔检查，必须氮气置换，在与氧气接触后，开车要彻底干燥置换合格，切忌重蹈覆辙。