低溫甲醇洗用凈化氣作汽提氣的原始開車方法

周世春

（湖北雙環(huán)科技股份有限公司，湖北孝感 432407）

一般來講，低溫甲醇洗裝置的原始開車是要等空分裝置開車后，有了合格的氮?dú)猓拍軐?duì)系統(tǒng)進(jìn)行吹掃，置換，試壓查漏，氣密試驗(yàn)，設(shè)備單體試車，水聯(lián)動(dòng)試車，系統(tǒng)用氮?dú)飧稍?，甲醇?lián)動(dòng)試車，投料開車等過程。就完成這一系列開車過程來講，一般少則20天，多則要一個(gè)月以上時(shí)間，同時(shí)，現(xiàn)在的300kt／a合成氨裝置配置的空分裝置一般都是3×104m3／h以上的，電力消耗是很大的，并且在沒有高純度氮?dú)獾那闆r下是很難完成低溫甲醇洗裝置以上開車步驟的。

1 開車沒有氮?dú)馄岽嬖诘膯栴}

下面以湖北雙環(huán)科技股份有限公司I系統(tǒng)200kt／a的低溫甲醇洗（100%負(fù)荷參數(shù)）為例，說明開車時(shí)的狀況。

CO2產(chǎn)品氣32 616m3／h；CO2純度99.5%

尾氣12 426m3／h（其中汽提氮2 400m3／h；CO2等氣體10 000m3／h）

出T03塔的酸氣542m3／h（H2S 16%；CO270%；N213%）

流程示意如圖1。

若無汽提氮，T02下塔甲醇中的CO2無法再生出來；大量的CO2氣體要從T03塔加熱再生，再生上升的氣體量太大（正常時(shí)酸氣542m3／h；無汽提氮時(shí)1 542m3／h），夾帶的甲醇蒸氣量太大，導(dǎo)致T03塔無法操作。

圖1 流程示意

正常操作時(shí)T02塔上段降壓閃蒸再生出來的CO2為CO2總量的75%左右，T02下段汽提再生出來的CO2為CO2總量的24%左右；汽提后甲醇溶液中CO2為1%。如果沒有氣體汽提再生，進(jìn)T03塔的甲醇中CO2含量可達(dá)25%左右，T03塔的熱負(fù)荷無法控制，一方面甲醇再生不好，另一方面大量的甲醇隨再生氣逸出，T03塔后的冷量不足，甲醇損耗極大，同時(shí)酸氣放空量太大，酸氣壓力放不下來。以上情況說明，沒有汽提氣低溫甲醇洗是無法開車的。

2 凈化氣作汽提氣開車示例

以新疆宜化有限責(zé)任公司300kt／a低溫甲醇洗裝置為例，在沒有氮?dú)獾臈l件下，采用凈化氣作為汽提氣開車。

由于生產(chǎn)用電供應(yīng)較晚，供電后空分開車還需十多天的時(shí)間才能供氮?dú)獾蜏丶状枷春推渌ば蚴褂?。為做到空分開車期間完成低溫甲醇洗的開車和精煉送出合格的氫氣供合成催化劑升溫還原，在空分送出合格的氧、氮?dú)馄陂g，合成的催化劑完成升溫還原，直接加負(fù)荷生產(chǎn)，加快開車進(jìn)度，節(jié)約開車時(shí)間，特對(duì)低溫甲醇洗裝置采取以下方案開車。

（1）用壓縮空氣作氣源對(duì)裝置進(jìn)行吹掃、試壓查漏、氣密試驗(yàn)。

（2）用造氣制惰的方式引制惰氣對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換。

在沒有氮?dú)獾臈l件下要考慮甲醇洗系統(tǒng)的置換。采用造氣制惰的方式引制惰氣對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換，置換方式：① 變換置換完成后把置換氣導(dǎo)入低溫甲醇洗中壓系統(tǒng)，對(duì)中壓系統(tǒng)進(jìn)行置換，為確保安全，需采用靜態(tài)置換的方式置換；②中壓系統(tǒng)的置換氣通過新增的凈化氣汽提管線對(duì)緩沖罐和原有的氮?dú)夤芫€進(jìn)行置換；③ 低壓系統(tǒng)和酸氣系統(tǒng)按原有的氮?dú)庵脫Q方案引入制惰氣進(jìn)行置換。

（3）用凈化氣作為汽提氣開車。

①用凈化氣作汽提氣，在凈化氣出口配一管線至低溫甲醇洗氮?dú)饪偣?。由于凈化氣壓力?.9～3.0MPa，有的低溫甲醇洗裝置設(shè)計(jì)壓力在5.0～8.0MPa，直接配入凈化氣，中壓和低壓之間的壓差太大，故要在凈化氣至氮?dú)夤芫€之間加一個(gè)10m3的緩沖罐，把凈化氣減壓至0.5MPa后，連接到低溫甲醇洗氮?dú)饪偣埽ǖ獨(dú)夤芫€同外系統(tǒng)隔離要上盲板，防止凈化氣外串至其他工段造成事故），見圖2。

②如果沒有緩沖罐，就要考慮在新配的凈化氣總管閥后加一個(gè)減壓閥來控制供氣壓力，這種方法操作難度大，也容易造成超壓和工況波動(dòng)，最好不采用。

圖2 緩沖罐接管示意

③利用甲醇對(duì)氫氣微溶的特點(diǎn)，保證甲醇溶液中的CO2用凈化氣汽提出來。在30%的生產(chǎn)負(fù)荷時(shí)，汽提消耗凈化氣1 800～2 000m3／h。各裝置可以根據(jù)裝置理論設(shè)計(jì)的汽提量和工況的變化來調(diào)整。由于用凈化氣做汽提，要重點(diǎn)考慮防止系統(tǒng)進(jìn)入氧氣或空氣，造成化學(xué)爆炸。為此，要做好以下幾個(gè)方面的工作：一是T02下塔及尾氣系統(tǒng)要保正壓，這一點(diǎn)是非常重要的，是保證安全開車的前提；二是尾氣及其他系統(tǒng)及工藝管線不能有漏點(diǎn)，防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)；三是控制好凈化氣加入量，加入凈化氣波動(dòng)幅度不能太大，避免對(duì)本工段和其他工序造成影響。

④用凈化氣作汽提氣在操作上同正常用氮?dú)馄岵僮鞣椒ɑ疽恢拢攸c(diǎn)要控制好尾氣放空和CO2放空，要避免尾氣和CO2互串。

⑤由于酸氣放空設(shè)在電廠鍋爐，要點(diǎn)燃燃燒放空，需要生產(chǎn)部協(xié)調(diào)控制放空（必要時(shí)在低溫甲醇洗酸氣系統(tǒng)框架上設(shè)臨時(shí)放空）。

⑥在生產(chǎn)過程中要增做尾氣中的氧含量和氫氣含量分析。

該方案的優(yōu)點(diǎn)，一是在空分裝置沒有開車產(chǎn)出合格產(chǎn)品氮?dú)獾臈l件下，能夠保證低溫甲醇洗裝置的開車，為整個(gè)系統(tǒng)節(jié)約開車時(shí)間25d以上，同時(shí)避免了大量的電力消耗，無論是時(shí)間進(jìn)度還是經(jīng)濟(jì)效益都是很有意義的；二是該方案用凈化氣作汽提氣的操作方法和工藝指標(biāo)同正常操作基本一致，不需改變操作方法和工藝指標(biāo)；三是該方案還可以作為空分裝置出現(xiàn)故障氮?dú)獠粔驐l件下臨時(shí)穩(wěn)定甲醇洗裝置操作的一個(gè)方法。

3 小 結(jié)

新疆宜化有限責(zé)任公司采用凈化氣作汽提氣開車，順利完成了裝置吹掃、試壓查漏、氣密試驗(yàn)、設(shè)備單體試車、水聯(lián)動(dòng)試車、系統(tǒng)干燥、置換、甲醇聯(lián)動(dòng)試車、投料開車等過程，做到了一次性開車成功。節(jié)約電能按空分透平空壓機(jī)5 000kW·h／h計(jì)算，5 000×24×28×0.8＝268.8×104kW·h，可見節(jié)電效果是明顯的。節(jié)約開車時(shí)間28d，為新疆宜化有限責(zé)任公司在零下30多度的寒冬來臨之前順利開車贏得了寶貴的時(shí)間，其意義是重大的。低溫甲醇洗裝置用凈化氣作汽提氣開車，開創(chuàng)了低溫甲醇洗裝置用凈化氣作汽提氣之先河，為同行業(yè)在沒有氮?dú)庵脫Q和汽提條件下開車積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。