低温甲醇洗工艺操作规程概述.doc
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1、Q/LH龙化化工公司企业标准QJ/LH 04.17-2015025工号低温甲醇洗工艺操作规程2015-07-02发布 2015-07-17实施龙化化工公司目 录1 主要内容与适用范围12 岗位任务、管辖范围13 产品说明14 原材料及化学品规格25 生产的基本原理46 工艺流程简述47 开、停车步骤108 停水、电、汽及一般性事故的处理方法219 本装置与全厂的配合2510 正常工艺技术条件一览表2611 异常现象发生的原因及处理方法2812 生产控制一览表3113 原材料及其动力消耗定额3214 废及处理3315 安全技术标准3416 安全设施的说明3417 主要设备结构3518 主要设备一
2、览表3619 仪表测量控制一览表3720 应遵守的主要技术规程及制度4821 检查与考核51 龙化化工公司企业标准025工号低温甲醇洗工艺操作规程 QJ/LH 04.17-2015 1 主要内容与适用范围 本标准规定了025工号低温甲醇洗工段岗位职责、工艺流程、操作规程、异常现象处理方法等内容。本标准适用于025工号低温甲醇洗工段的技术操作工作。2 岗位任务、管辖范围2.1岗位任务把21工号生产出来的经23工号一氧化碳变换、26工号氨吸收制冷工段、24工号初冷后的粗煤气净化为合格的甲醇合成气。为WSA湿法制取硫酸装置提供合格的硫化氢原料气,向罐区输送两种副产品:贫煤气和轻油。2.2生产原理在加
3、压条件下,用低温甲醇对粗煤气中的二氧化碳、硫化氢、水、轻油、高沸点硫化物等杂质进行有选择性的物理吸收,系统甲醇降温用的冷量和生产中补偿冷损的冷量都来自26工号氨吸收制冷。2.3管辖范围 从各种物料进入25工号的第一个阀门开始到各种物料出25工号的最后一个阀门为止属25工号的管辖范围。3 产品说明25工号的产品主要是净煤气和轻油,要求净煤气毒性要小,热值要求要大于12MJ/Nm3。轻油的纯度要大于等于98%。3.1净煤气压力 最大2.6MPa(表压) 正常2.1 MPa(表压) 最小1.8 MPa(表压)温度 最高25 正常20 最低15气量 正常55000Nm3/h 最大60500Nm3/h龙
4、化化工公司2015-07-02发布 2015-07-17实施成份: 甲烷 30%(vol) 氢气 70%(vol); 一氧化碳 35%;二氧化碳 8%; 氮气 5% CnHm 2%O2 0.5%总 硫 1.0mg/Nm3 密 度 0.375kg/Nm3 露 点 H2O-50 甲醇-353.2 轻油压力20KPa-0.4MPa(表)温度20-40轻油量 最大992kg/h 正常884kg/h 最小842kg/h运动粘度:在20时0.696mm2/s热值 低 39.970MJ/kg 高 41.860MJ/kg组成甲醇 小于2%(Wt)水 小于等于2%(Wt)4 原材料及化学品规格本工段使用的原材料
5、主要是粗煤气、甲醇、酚水、循环水、软水、氮气除盐水。4.1粗煤气规格压力 最大2.8MPa(表) 正常2.3MPa(表) 最小1.8MPa(表)温度 最高50 正常30 最低 20流量 正常80000Nm3/h 最大88000Nm3/h 热值 低9.860 MJ/Nm3 高11.230 MJ/Nm3 密度 0.915 kg/ Nm3 露点 H2O 25 成份 浓度(vol%) CH4 8.06 CO2 35.66 H2 47.78 CO 6.0611 N2 0.30 CnHm 1.21 O2 小于0.5硫化氢 0.13 水蒸汽 1.4 g/ Nm3 轻油 4.56 g/ Nm34.2甲醇压力
6、最高1.25 MPa(表)正常0.5 MPa(表)最小0.3 MPa(表)密度 800 kg/ Nm3动力粘度 628*10-3 MPa S运动粘度 788*10-3 mm2/ S补充量 55 kg/ h4.3酚水压力 正常0.4 MPa(表)温度 最高35 正常30 最低20流量 最大12080 kg/ h 正常12070 kg/ h 最小12060 kg/ h在30时的密度 1007 kg/ m3在30时的运动粘度 0.801 mm2/ SPH值:8.45 生产的基本原理低温甲醇法脱除变换气中的酸性气体CO2、H2S等是一种物理吸收过程,它的工艺原理和理论基础是利用变换气中各组分在甲醇中的
7、溶解度不同,且酸性气体和其他组份的溶解度相差很大这一特点,用低温甲醇进行有选择性的吸收,依次除去粗煤气中的H2S、CO2等酸性气体;洗涤后的污甲醇进行解析再生,使甲醇得到循环利用。由于酸性气体在甲醇中的溶解度很大,而非级性气体如H2、N2、等溶解度很小,这种选择性的物理吸收优势,使它成为一种优良的酸性气体吸收剂.同时,由于水、轻油等与甲醇以任意比互溶,煤气通过甲醇洗涤,可以除去轻油和水份,使煤气的露点温度降至-50。6 工艺流程简述6.1原料气冷却进装置的粗煤气,首先进入水洗塔K11洗涤粉尘、油等杂质,并将其中的氨洗至1ppm以下;32工号来的酚水经W01冷却后进入B05,然后经泵P01加压后
8、一部分去24工号,另一部分去K11塔中部。从外界来的锅炉给水经换热器W32用冷却水降温后进入K11塔上部,塔底液体部分去B05循环利用,部分排至32工号。粗煤气经水洗塔初步洗涤后,被送到粗煤气冷却装置(W02-W05)。温度由40间接冷却至-28。在换热器W02中,粗煤气和冷的净煤气逆流接触,由40间接冷却到8,冷却过程中生成的冷凝液由水和轻油组成,由W02釜底排入分离器B03。在换热器W02前后,向粗煤气流中喷入甲醇,防止在换热器W02和W03中结冰。甲醇来自泵P14的甲醇物流,并通过一个节流阀送到喷射点。在W03中,粗煤气和冷的闪蒸气逆流换热,由8冷却到5。如果粗煤气进口温度低于30,此粗
9、煤气温度有可能低于0以下。为此,在W03之前又喷入一股甲醇。在W02和W03中生成的和在B19中收集的冷凝液除了含有水和轻油之外,还有甲醇,这些冷凝液通过萃取精馏进行处理。为此,这些冷凝液和来自后面冷却级W04和W05的冷凝液一起排到萃取装置的收集槽B08中。在换热器W04中,粗煤气与通过泵P12由塔K08送出的冷甲醇逆流换热,由4冷却到-18。在换热器W05中,粗煤气和冷的净煤气逆流换热,进一步从-18冷却到-28以下。6.2 H2S/CO2吸收在离开换热器W05之后,粗煤气进入多功能塔下部K02预洗段进行预洗;多功能塔预洗段装有十块浮阀塔盘,在塔盘上,粗煤气通过少量的冷洗涤甲醇逆流接触,除
10、去残余的油以及高沸点硫化物,防止油等杂质进入K03/04。煤气从预洗塔K02通过一个上升管塔盘进入多功能塔的脱硫塔K03。该塔装有70块浮阀塔盘,在此粗煤气与来自K12塔的温度约为-57的不含硫甲醇接触,除去煤气中的硫化物成份。经K03塔脱硫后的粗煤气通过上升管塔盘进入到CO2洗涤塔K04的下部,流经9块拉伸、接触式塔盘后,再通过一个上升管塔盘,流经20块拉伸接触式塔盘,在此塔内,大部分CO2从煤气中洗出。约含有5%剩余CO2的粗煤气进入洗涤塔的最上一段,即装有12块浮阀塔盘的最终洗涤段。在此,CO2达到了净煤气中要求的3%含量,并达到了对H2S和有机硫化物规定的小于1PPm纯度要求。在洗涤塔
11、K04内洗涤甲醇的组成和温度都变化很大。为了达到对煤气的高净化度,最终洗涤段必须用来自热再生温度很低的无CO2和硫的甲醇。为此甲醇先在NH3冷器W15和W16中被深冷到-50。NH3液蒸发的温度为-38和-55。洗涤用的甲醇主要是在最终洗涤段送入的。各洗涤循环的所有甲醇都需流经CO2洗涤塔,以达到很高的CO2吸收能力。甲醇吸收了CO2后,温度会升高,因此必须设置中间冷却器。甲醇从K04塔中间塔釜抽走,用泵P10压送通过NH3冷却器W13和W14,甲醇温度大约降低8K。6.3闪蒸再生和H2S富集含硫的甲醇利用压差从K03塔进入塔K05,并在K05塔的下部泄压至0.7MPa。然后甲醇利用压差进入K
12、05中部。K05中部的压力根据再吸收塔K08的压力进行调节。在K05塔中气体解吸过程由于甲醇在填料层上的均匀分布而得到增强。来自CO2洗涤段的甲醇分流在K05塔的上部闪蒸。这部分气体与下部的气体混合在一起送到气体冷却器W28,在W28之后装有控制压力的调节装置。由K05塔中部排出的甲醇由泵P16经换热器W23送到塔K08塔的提浓段。在换热器W23中,甲醇的温度大约升高14K,以利于浓缩塔中的H2S的浓缩过程。在CO2洗涤塔塔釜生成的-31.66的甲醇分成若干股物流。经过流量调节,这些物流分别被送到预洗塔K02。通过K05塔送到再吸收塔K08以及CO2解析塔K10。大部分洗涤甲醇借助于压差进入塔
13、K10的第一级膨胀。在0.5MPa(表压)的压力下,主要是不易溶解的气体H2、N2和CO2从甲醇中解析出来。从第一段闪蒸出来的气体在换热器W06与W24中回收冷量后送入乏气中。甲醇同样借助于压差进入塔K10上部的第二级膨胀,在此经膨胀生成的解吸气含有大量的CO2,在粗煤气冷却器W03中升温后与K08塔顶出来的CO2汇合并送到尾气水洗塔K14回收甲醇。上述膨胀级都有填料层,以增大表面积达到最大解吸效果,解吸热(尤其对CO2来讲)会使甲醇温度大幅度下降。洗涤甲醇经过第二级膨胀之后,经过新增加的泵P22送往新增加氮气气提塔K12的顶部,氮气通过氮气冷却器W31与K12塔顶气换热后部分进入K12,另一
14、部分未经换热的氮气进入新增加的含硫甲醇氮气气提塔K15塔底。通过氮气气提的方式将其中的CO2进一步解吸出来。K12塔底的甲醇液分三部分,通过P11泵一股送往K03塔脱硫,而另两股送回K04塔的上部和经过换热器W07后送入K08塔顶。由两段组成的K08塔工作压力为0.3MPa(表压),含硫气体逆流向上通过27块浮阀塔盘,在此过程中,H2S被甲醇吸收,与此同时,CO2由于物理平衡条件被解吸出来;塔上段底部的甲醇经P12送至换热器W04换热器后进入K08塔下段上部。K08塔底甲醇经过换热器W20升温后,进入新增加的氮气气提塔K15的顶部,K15塔底通入一定量的氮气,大量的CO2及少量的H2S被气提出
15、由K15塔顶经换热器W17换热后送至K08塔底,K15塔底的甲醇液通过新增加的泵P28经过换热器W19继续升温后至热再生塔K09中部,此时甲醇液中的CO2含量已经大大降低,进而减少了K09塔的负荷,同时达到硫浓缩的作用。通过此方案,可是回收的H2S气体浓度达到25%以上。除了压力和温度之外,H2S浓缩过程受氮气量、气提温度压力以及循环气量的影响。通过上升管塔盘离开K08塔浓缩段的气体仍然含有硫。所以,在K08塔上部的再吸收段内需再次进行洗涤。为此使用来自CO2洗涤段的不含硫的甲醇。这部分甲醇进入K08塔顶后通过50块浮阀塔盘与气体逆流接触,洗涤后甲醇从上升管塔盘排走,并通过泵P12经过粗煤气冷
16、却器W04送入K08塔浓缩段。如上述,甲醇在换热器W04中的升温有利于H2S浓缩。从K08顶部抽出的气体含有大约30PPm的硫化物。该气体与K10塔和K12塔顶气体混合进入尾气洗涤塔K14进行甲醇回收。在此之前其冷量已在换热器W17中用H2S气体回收。6.4热再生热再生塔K09的工作压力比H2S浓缩塔K08的压力高0.2MPa。在进入热再生塔之前,甲醇流过换热器W19进行加热,热载体是热再生后的甲醇。进入热再生塔K09的甲醇温度约为100。甲醇通过30块拉伸接触塔盘到达塔釜。在此,甲醇蒸汽大量上升,使液体甲醇温度继续上升到117.9。由于甲醇蒸汽气提作用使得仍然溶解在进料甲醇中的气体完全解吸。
17、在再沸器W21中,甲醇蒸汽是由釜底甲醇中产生的。蒸汽作为热载体使用。在K09塔甲醇进料口的上面,另外还装有4块塔盘用于甲醇回流。在此范围内,相对冷却的回流甲醇重新被加热,与此同时上升的甲醇蒸汽被部分冷凝。通过K09塔顶部排出的气体在冷凝器W22中用冷却水冷却。甲醇蒸汽被冷凝,气体冷却到要求的温度38。在脱气槽B15中,气液相分离。根据槽内的液位,甲醇作为回流液用泵P15送回塔K09的塔顶。由B15排出的气体送往硫回收装置。该气体在换热器W25、W06、W07中被冷却。由于该股气体中仍含有饱和的甲醇,这部分甲醇应尽量回收,所以送回甲醇回收装置。,W23和W15A,再生后的甲醇由117.9冷却到-
18、23,再通过W15和W16冷却到-50进入K04塔顶部。6.5萃取-蒸馏系统预洗段的洗涤甲醇借助于压差排到膨胀槽B03中。在进入BO3中之前,在换热器W18中和热甲醇换热升温,以便强化后续的闪蒸过程。为了脱除闪蒸气体中的硫,B03的闪蒸气进入塔K08的再吸收段。膨胀槽B03的甲醇送到接受槽B08,为了防止来自预洗段的甲醇进入B08时过冷,借助于W27通过热的蒸汽冷凝液将其加热。甲醇水分离塔K07塔釜的水温度约为115。热水由泵P05送到换热器W08。在W08中,水和冷的萃取液(水-甲醇混合物)逆流换热而冷却。萃取塔K06可以将轻油分离出来,由于原料气含有苯等杂质,必须增加共沸塔K13以完全脱除
19、苯,萃取出的苯和轻油组分作为副产品由泵P02送出,K13塔底的甲醇和水进入甲醇分离塔K07。在W08中,萃取液和甲醇水分离塔K07的釜液逆流换热;被加热的水-甲醇混合物进入共沸塔K13。共沸塔K13塔底的甲醇和水由泵P23送入甲醇水分离塔K07,K13塔顶的气体经过换热器W29冷却冷凝后进入罐B21进行气液分离,气相与有关流股汇合作为废气排走,冷凝液经 泵P24分两股,一股进入B08继续用于萃取,另一股返回K13塔顶作为回流。K07塔顶甲醇蒸汽浓度为99.1%(mol)由塔顶排出,并在换热器W12/11中用冷却水冷凝并在换热器W24中用冷的闪蒸汽间接冷却,冷却到35的甲醇收集在接受槽B14中。
20、一部分液项纯度为99.1%的甲醇由该槽用泵P06返回到甲醇水分离塔K07作为回流。另一部分甲醇用泵P08经过换热器W18和塔K05重新送回洗涤循环中去。由萃取/精馏装置产生的乏气馏分含有甲醇,经换热器W28冷却后进入冷凝液分离槽B04分离,气体通过E16.3喷射泵去气柜,液体返回到接受槽B08中。6.6 H2S回收系统出B15的H2S气体中含有甲醇,为了回收这部分甲醇,对H2S气体进行多级冷却,使气体中所含有的甲醇蒸汽进一步冷凝和分离。在换热器W25和W06底部聚集的冷凝液和酸气分离器B02中分离出的甲醇进入K08底部。第一级冷却用换热器W25。在此换热器中,热的H2S气体与冷的H2S气体逆流
21、换热,被间接冷却,然后进入换热器W06与W07进一步冷却。冷却后的H2S气体进入酸气分离器B02,H2S含量达到要求后,H2S气体经过换热器W25复热到25后去硫回收装置。6.7尾气洗涤系统为了降低尾气中的甲醇含量,尾气在新增加的尾气水洗塔K14中用脱盐水洗涤。在常压下,脱盐水从塔顶加入,与尾气逆流接触洗涤。塔底水溶液经泵P27送到萃取塔K06,塔顶尾气通过放空管排向大气。6.8公用系统由于低温甲醇洗装置有甲醇损失,可经过B17甲醇储罐用P21泵向系统中补液。此外,地下废液槽B16.1/2用于收集从低温甲醇装置的各低点排放的甲醇。此槽配有液下泵P19,用于将甲醇返回甲醇处理系统。7 开、停车步
22、骤7.1开车前的准备工作7.1.1动、静设备,阀门及附件处于完好的机械状态且润滑完毕。7.1.2全系统氮气置换合格,氧含量小于0.5%。7.1.3全系统按工作压力的1.2倍做气密,泄露率合格,无漏点。7.1.4二次仪表系统投用,现场压力表装完投用,达到准确、好用、特别要对一遍调节阀的阀位。7.1.5电器系统正常、好用、且已送电。7.1.6系统充填甲醇P21B15K09K04K10,注意在26工号投氨之前,要用新鲜甲醇置换W13/14/15/16/14A/15A的管程,防止出现冻害。把CO2循环和H2S循环液位都建立好,并把大部分甲醇存在K08/09,B17罐满待用。7.1.7投用循环水,打开W
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