低温甲醇洗操作规程.pdf
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1、低温甲醇洗操作规程 第一章 工艺原理及流程简述 第一节 工艺和操作原理 1、基本原理 其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础,依据低温状态下的甲醇具有对 H2S 和 CO2I 酸性气体的 溶解吸收性大、而对 H2 和 CO 溶解吸收性小的这种选择性,来脱除粗变换气中的 H2S 和 CO2II 酸性 气体,从而达到净化粗变换气的目的。上述过程是物理吸收过程,吸收后的甲醇经过减压加热再生,分别释放CO2 H2S 气体。2、低温甲醇洗工艺的特点(1)工艺成熟,有多套大型装置长期稳定运行的经验;(2)对原料气的净化程度较高;(3)运行费用较低;(4)洗涤用的甲醇溶剂容易获取。3、操作条件(1)温度 本装
2、置洗涤塔采用五段吸收,各段吸收剂-甲醇的温度较低,温度一般在-40-60 C 左右;在较低温 度条件下,可以大大提高甲醇的吸收效果;粗煤气的进入 C5201 的温度愈低,则冷量损失愈少,就 可以大大降低冰机的负荷。(2)压力 吸收压力高,吸收的推动力增大,既可以提高气体的净化度,又可以增加甲醇的吸收能力,减少甲醇的循环量。低温甲醇洗工序的压力由前后工序的压力确定。对于甲醇再生而言,压力愈低 愈有利,但是为了把再生过程中释放的 CO 加 H2S 气体分别送往 CO2ffi 缩机和硫回收装置,一般情 况下再吸收塔、热再生塔的塔顶压力略高于大气压。(3)溶液循环量 溶液循环量取决于生产负荷和溶液的吸
3、收能力,在保证气体净化度的前提条件下,增加主洗 流量,减少精洗流量,可减少再生热负荷,达到节能目的。第二节 工艺流程叙述 1、原料气冷却 从变换装置来的原料气(40C,)进入到低温甲醇洗的原料气/合成气换热器 E-5201 的管程,与壳 程的净化气换热回收其冷量后,再进入到原料气深冷器 E-15202 的管程,被壳程的 4C 级氨冷却到 10C 左右,再进入到氨洗涤器 C-5207 的下部。来自界区的锅炉给水(158C,)进入到锅炉给水冷却器 E-5224 的管程,被壳程的循环水冷却降温 后,进入氨洗涤器 C-5207 的上部,对来自下部的原料气进行洗涤,以减少氨和氢割酸含量,洗涤 水出界区;
4、向从氨洗涤器 C-5207 顶部出来的原料气中喷入一定量的低温甲醇,以防气相中的水分在下一步的 冷却过程中冷凝结霜,然后原料气再进入原料气最终冷却器 E-5203 壳程,被管程的低温净化气、CO2 产品气和循环气冷却到 C 左右。2、H2S/CO2 吸收 C 左右的原料气进入吸收塔 C-5201 的预洗段,在这里,微量成份如 NH3 H2O 洗基化合物和 HCN 等被一小股饱和了 CO2 的低温甲醇洗涤吸收下来。粗煤气然后通过升气管进入到 C-5201 的 H2S 洗涤吸收段,在此 H2S 和 CO 破来自 E-5205饱和了 CO2 的低温甲醇洗涤下来。富 H2S 甲醇通过液位控制离开 C-
5、5201 的集液区被送到中压闪蒸塔 C-15202 的下段进行闪蒸再生。脱硫后的气体然后通过另一升气管进入 C-5201 的 CO 酬涤吸收段,煤气依次被经-40 C 级氨冷却后 的含一定量二氧化碳的甲醇、经过闪蒸再生的半贫甲醇、经过热再生的贫甲醇进行洗涤吸收;在 C-5201 的CO2 吸收工段,气体用冷的、经过闪蒸再生的半贫甲醇作为主洗甲醇,用冷的、经过热 再生的贫甲醇作为精洗甲醇进行洗涤;后者通过与原料气流量成一定比例的流量比率控制被送到塔 顶。由于吸收 CO 秘热,故甲醇相应地产生温升,当甲醇升温到一定程度时,为了保证 CO2 的脱除 效果,在甲醇沿塔向下流动、洗涤吸收 CO2 的过程
6、中,引出部分洗涤甲醇到含 CO2 甲醇中间冷却器 E-5204 的管程中,用壳程-40 C 级氨将其冷却到-36 C 左右,然后再返回到 CO 锻收段继续洗涤吸 收 CO2饱和了 CO2的甲醇,通过液位控制离开 CO2吸收段,然后部分进入H2S吸收塔给料冷却器 E-5205管程,被壳程介质冷却后,一部分与粗煤气流量成比例地送到 C-5201 的 H2S 吸收段顶部,用于洗涤 H2&另一部分被送到 C-15201 的预洗段作洗涤剂用;其余的富 CO2 甲醇送到 C-5202 的 上段进行降压闪蒸。出 CO2 洗涤塔顶的净化气(STv,CO2 约 3 知右)依次进入原料气最终冷却器 E-5203
7、和原料气/合成气热交换器 E-5201 的管程,与壳程的原料气进行热交换回收冷量之后,被送往甲醇合成装置。3、闪蒸再生和 H2S 浓缩 来自 C-15201 CO 锻收塔工段收液槽的甲醇部分通过 H2S-吸收塔给料冷却器 E-5205 被送到 C-5201 H2S 吸收塔工段的顶部,收液槽剩余大部分液体则被送到中压闪蒸塔 C-15202 的上部工段。在此,甲醇在中压下闪蒸,以去除部分二氧化碳及溶解的有价值的氢气和一氧化碳。该股气体被送到 C-5202 的下部工段以进一步减少其中二氧化碳的含量。来自 C-5201 的 H2S 吸收段的富 H2S 甲醇进入 C-5202 下段进行中压闪蒸,在此可利
8、用的 H2 和 CO 以及部分 CO 狈闪蒸出来。为了减少往复压缩的气体的量,闪蒸汽中大量的 CO2M 来自热再生进料 泵 P-5203A/B 的一小股冷甲醇再吸收下来。其余气体出 C-5202 的下段,去原料气最终冷却器 E-5203。出 C-5201 的预洗甲醇进预洗甲醇闪蒸加热器 E-5215 管程,被壳程介质加热后,进入预洗闪蒸槽 S-5202 进行中压闪蒸,闪蒸气与 C-5202 下段来的闪蒸气体一起作为循环气,在原料气最终冷却器 E-5203 管程中被加热,再被循环压缩机 K-5201 压缩升压后返回到出 C-5207 的粗煤气中。预洗闪蒸后的甲醇进预洗甲醇最终加热器 E-5217
9、 壳程被加热升温后进热再生塔 C-5204。来自 C-5202 段的富 CO2 甲醇进闪蒸甲醇氨冷器 E-5208 的管程,被壳程介质进一步冷却,然后 一部分被送到再吸收塔 C-5203 的 CO2 闪蒸段,在此闪蒸出不含硫的 CO2 产品气。二氧化碳产品气 分成两股,分别进入克劳斯气/CO2 产品气换热器 E-5220 和热闪蒸气冷却器 E-5216 的管程,被壳 程介质加热后送到界区;闪蒸后的甲醇一部分被送到再吸收塔 C-5203 下一段的最上面塔板作洗涤 浓缩 H2S 用,剩余的甲醇通过主洗泵 P-5201A/B 送到 C-5201 的上段用作二氧化碳洗涤吸收的半贫 甲醇。来自闪蒸甲醇氨
10、冷器 E-5208 的其余甲醇进再洗甲醇冷却器 E-5209 的壳程,被管程介质冷 却后,被送到再吸收塔 C-5203 顶段的上部作为硫组分的再吸收剂,在此净化从含硫甲醇中释放出 来的 CO2 气,同时也降压闪蒸出 COH。来自 C-5202 下段的富 H2S 甲醇被分成两股:一股送到再吸收塔 C-15203 的上段下部,在此释放大 量夹带 H2S 和 COS 的 CO2 气,该气体被上部闪蒸了 CO2 的贫甲醇洗涤 H2S 和 COS 后,进入原料 气最终冷却器 E-5203 的管程被壳程原料气加热后,作为 CO 武品气被送到界区;另一股富 H2S 甲 醇直接送到 C-5203 下部 H2S
11、 浓缩段的下部;从 C-5203 顶段出来的闪蒸 CO2 后含 H2S 的甲醇同样 被送到 C-5203 下部 H2S 浓缩段的下部。来自界区的低压氮气在氮气换热器 E-5210 的管程中被壳程的弛放气冷却后进入 C-5203 底段底 部,对上部所有的含硫甲醇进行气提,更多的 CO 狈氮气气提释放出来。CO2 从甲醇中的释放由再 吸收甲醇/贫甲醇换热器 E-5212 壳程的贫甲醇提供热量得到加强:从带升气管的塔盘抽出的甲醇利 用再吸收塔循环泵 P-5202A/B 打到再吸收甲醇/贫甲醇换热器 E-5212 的管程,在这里被壳程热再 生过的甲醇加热后回到 C-5203 底部的气提段。从气提段来的
12、 N2/CO2 混合气与热闪蒸汽和酸性循环气混合。含硫混合物用送到 C-5203 底 部最上面塔板的甲醇重复洗涤浓缩 H2S 洗涤了 H2S 的含 N2 气体作为放空气,小部分进入氮气冷 却器 E-5210 的壳程、大部分进入冷冻剂再冷却器 E-5211 的壳程,分别被管程介质回收冷量后,送 到尾气洗涤塔 C-5206 中。在尾气洗涤塔 C5206 用水洗涤后,尾气中的甲醇含量降的更低,最后通 过一个有足够高的烟囱排到大气中。来自再吸收塔 C-5203 底段的富 H2S 甲醇经热再生器给料泵 P-5203A/B 升压后大部依次进入再洗甲 醇冷却器 E-5209 的管程、H2S 吸收塔进料冷却器
13、 E-5205 的壳程和富/贫甲醇换热器 E-15213 的管 程,被依次回收冷量后,送到热再生塔 C-5204 的热闪蒸段;其余部分来自 P-5203A/B 的甲醇进中 压闪蒸塔 C-5202 的下段用作闪蒸汽中 CO2 再洗涤甲醇。3 4、热再生 来自富/贫甲醇换热器 E-5213 的富硫化氢甲醇,首先进入热再生塔 C-5204 顶部的热闪蒸段进行降 压闪蒸,热闪蒸汽依次进入热闪蒸冷凝器 E-5214、预洗甲醇闪蒸加热器 E-5215 和热闪蒸冷却器 E-5216 的壳程,并依次被冷却水、预洗甲醇和冷的二氧化碳气冷却下来,然后热闪蒸汽进入再吸 收塔 C-5203 的浓缩段,冷凝液被送到再吸
14、收塔 C-5203 的最底段,以进一步进行 H2S 的浓缩。热闪蒸后的甲醇和来自 E-5217 的被加热后的预洗甲醇分别进入热再生塔 C-5204 热再生段,通过 用来自位于热再生段下部的水浓缩段的甲醇蒸汽和来自甲醇水塔 C-5205 顶部的甲醇蒸汽进行汽提 而得到彻底再生。来自热再生段的含甲醇蒸汽的气体混合物,随后通过一系列的热交换器以冷凝甲醇。首先进入预洗 甲醇最终加热器 E-5217 的壳程,以加热冷态的预洗甲醇(在预洗甲醇被送入热再生塔 C-5204 顶 部前),然后进入热再生塔冷凝器 E-5218 的壳程,大部分甲醇被冷凝下来,然后再进入热再生回流 槽T-5201 分离冷凝液,出热再
15、生塔回流槽 T-5201 的气体依次进入克劳斯气再热器 E-5219 的管程 和克劳斯气/CO2 气换热器 E-5220 的壳程,被克劳斯气和 CO*进一步冷却,并进入克劳斯气分离 器 S-5203 中,在此甲醇冷凝液被收集并送回到回流槽 T-5201,出克劳斯气分离器 S-5203 的克劳 斯气在克劳斯气再热器 E-5219 壳程中被加热后再进入分离器 S-5202,然后送到界区。来自克劳斯气分离器 S-5203 的部分克劳斯气,进入连接到分离器 S-5203 的小再吸收塔,被来自再 吸收塔循环泵 P-5202A/B 的一股低温甲醇洗涤(以防止克劳斯气的微量组分在主循环甲醇中累积)后,返回到
16、再吸收塔 C-5203 用于 H2S 的浓缩。从各个克劳斯气体冷凝器中得到的冷凝液收集在回 流槽 T-5201中,通过热再生塔回流泵 P-5206 加压后,大部分返回到热再生塔 C-5204 的顶部作回 流用;一小部分被引出至界区,以防微量组份在系统中有累积。完全再生的甲醇在热再生塔集液槽收集,然后由二氧化碳吸收塔给料泵 P-5204A/B 送至富/贫甲醇 换热器 E-5213 和再吸收甲醇/贫甲醇换热器 E-5212 的壳程,被冷却到-55 C 左右,其流量经与粗 煤气流量成比例性控制后,返回到吸收塔 C-5201 顶部作为 CO 酬涤吸收用贫甲醇。5、甲醇水蒸保 热再生后的一小部分甲醇被送
17、到 C-5204 的水浓缩段,经热再生塔再沸器 E-5221 供热,在该段内进 行精保:一方面达到该段底部产品中水的浓缩,另一方面产生用于汽提的必要甲醇蒸汽进入上部的 热再生段。利用甲醇水塔给料泵 P-5205A/B 将浓缩后的甲醇水送到甲醇水塔 C-5205 的中部,在此,进行水和甲醇的蒸保分离。该塔塔底物料被甲醇水塔再沸器 E-5222 再沸。C-5205 顶部出来的甲醇 4蒸汽被送到热再生塔 C-5204 用作气提介质,而底部出来的物料为污水,进入污水冷却器 E-5223 中 被冷却后,大部分被送到尾气洗涤塔 C-5206,其余的被送出界区去生化处理。6、排污系统 由于低温甲醇洗装置存在
18、连续不断的少量的甲醇损失,故用补充甲醇泵 P-5208 从新鲜甲醇槽 T-5203 中把一小股甲醇补充到热再生塔 C-5204 再生段的顶部。此外;设置地下排污槽 T-5202,以 在低温甲醇洗系统的几个低点排放口排放残留甲醇。该容器配置一台地下排液泵 P-5207,以把甲 醇送回工艺系统。7、尾气洗涤塔 甲醇水塔 C-5205 的底部产品是水,该水在污水冷却器 E-5223 中被冷却下来,一小部分被送到界区;大部分来自污水冷却器 E-5223 的污水与来自界区的脱盐水一起送到尾气洗涤塔 C-5206 的上部,对 来自换热器 E-5210 和 E-5211 的放空气进行洗涤,以回收甲醇,降低放
19、空气中甲醇的含量。离开 C-5206顶部的尾气通过足够高的火炬放空。含甲醇水经洗涤水泵 P-5209A/B 送到污水冷却器 E-5223,在此被加热后,进入甲醇水塔 C-5205 进行分离。第二章 低温甲醇洗装置的开停车 第一节 开车条件及准备工作 1、甲醇系统各项检修项目按计划检修完毕。2、各机泵的电机单体试车合格,与机泵已对中连接好。3、空分装置已开车正常,外送合格氮气、仪表风、工厂风,且保证正常用量。4、各仪表安装正确,调试合格(最终调试的除外)。5、循环水已送入界区内,各换热器进出口阀全部打开。6、公用工程已送出合格锅炉给水、除盐水。7、煤气化装置、污水处理装置具备接受处理污水条件。8
20、、锅炉厂开车正常,已具备外送高、中、低压蒸汽条件。第二节 低温甲醇洗 装置的开车 一、开车准备 在水循环完成之后,装置已准备好实际运行。在开车之前,特别注意确保如下准备工作已完成:1、所有准备工作已完成,特别是消防水总管已正常,安全阀和校验过的仪表(孔 板)已安装。2、操作人员已熟悉装置以及甲醇和 H2S 的处置方法。3、现场急救箱和组装点已准备好,位置已标明。4、下游装置,特别是火炬系统和克劳斯装置已具备接受气体。5、高压和低压氮气已经具备使用。6、公用工程具备条件,制冷装置-冰机低速慢转,已经具备向蒸发器供应液氨条件。7、系统用合格氮气置换合格并封闭。8、低温甲醇洗装置的工艺气进出口阀关闭
21、。二、确认下列工作完成 1、关闭下列阀门(1)对所有运转设备 P5201 P5209 泵进出口阀、最小流量阀全部关闭。(2)关闭所有去 T5202 槽的排液阀。(3)关闭所有与其它工号有关联的阀门:粗煤气管线(GR5201 上界区阀;(VHN5202 管线上高压 N2 进气截止阀;去甲醇合成工序管线(GSY5204 界区阀,(GSY5205 管线上去火炬放空阀;去界区外 CO*管线(COO5202 上界区阀,去 C5206 CO*管线(COO5203 上放空阀;循环气去 S5201 管线(GEP5220 上截止阀,循环环气去火炬放空管线于 GF5208 上截止阀;锅炉给水至 E5224 前管线
22、(BFW5201 上界区阀;去 C5206 脱盐水管线(DW5201 上界区阀;出 C5203 去 E15211 尾气管线(GFF5201 上截止阀;出 E5219 去硫回收工序管线(GCL5208 界区阀;出 E5219 去火炬放空总管管线(GCL5210 上界 区阀;出 C5205 去生化水处理管线(WWB5201界区阀;由甲醇罐区往 C5204 补甲醇管线(FM5225 上界区阀;进 C5206 低压蒸汽管线上界区阀。(4)按照 PID 图所示,所有盲板均处于正确位置(5)关闭所有取样点根部阀;(6)所有自动调节阀控制处于关闭状态,确认以下调节阀及前、后截止阀和旁路 阀处于关闭状态:6
23、LC5205 LC5208 FFC5206 FC5208 FFC5209 FC5211 LC5218 LC5219 FC5213 FC5214 LC5224 FC5227 FC5216(7)(8)LC5225 LC5240 FC5218 LC5231 LC5229 LC5239 FC5228 FC5229 确认所有联锁处于复位状态。打开以下压力控制阀门:FC5237 FC5223 FC5224 UV5206 FC5236 LC5235 FC5226 PC5204 PC5209 PC5213B PC5245 PC5247 PC5248A B PC5250 阀的前、后截止阀 (9)打开所有压力表、
24、液位计、流量计仪表根部阀;(10)将下列压力按下列设定值设定控制值:PC5204 MPa;PC5209 MPa;PC5213 MPa;PC5245 MPa;PC5248 MPa;PC5250 MPa;PC5247 MPa 二、系统充压 i 利用高、低压氮气充压,塔的充压速度按照 1bar/min 的速率充到正常或接近正常操作压力。该充 压也有助于将调节阀、下游泵保持在操作范围之内。泵初次在甲醇环境中使用之前,应处于关闭位 置和手动模式下。按照系统进行分别充压。1、吸收系统 由 VNH520 对入高压 N2 充压;打开 VHN520 举线上第一道阀门,用 VHN5202第二道阀门控制充 压速度,
25、向吸收系统充压到 PC5204 指示。2、C5202 由 VNH520 刘入高压 N2 充压,打开 VHN520:进 C5202 阀门,用止逆阀后阀门控制升压速率,充 压至 Mpa,由 PC5213 控制。3、C5203 由 LPN5207 引入低压 N2 充压,打开 LPN5207 上进 C5203 阀门,控制升压速率,充压至,由 PC5209 控制。4、C5204 由 LPN5208 引入低压 N2 充压,同时通过 C5205 去 C5204 甲醇蒸汽管线向 C5205 充压,打开 LPN5208 上进 C5204 阀门,控制升压速率,将 C5204I 段充压至 Mpa,由 PC5250
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