低溫甲醇洗冷量損失原因及處理

周亮（寧夏石化化肥一廠 寧夏銀川市 750021）

前言

甲醇吸收是一種物理洗滌工藝，它是用相同的溶劑在低溫下，分一步或兩步從混合工藝氣體中除去CO2、H2S及其它不純物質(zhì).

一般采用六塔流程，可分為兩大區(qū)，即冷區(qū)和熱區(qū)：冷區(qū)有甲醇洗滌塔，CO2解吸塔，CO2閃蒸塔，H2S濃縮塔組成；熱區(qū)有甲醇再生塔，甲醇／水蒸餾塔組成。該裝置由于冷量損失問題造成系統(tǒng)負荷加不起來的情況時有發(fā)生，下面具體分析下冷量損失的原因以及對策。

一、冷量來源

低溫甲醇洗冷量有以下幾個方面構(gòu)成:水冷器,循環(huán)冷卻水通過換熱器換熱提供冷量;氨冷器,利用低壓使液氨蒸發(fā)產(chǎn)生冷量;液氮洗裝置補充冷量,低溫液氮洗富余冷量返回低溫甲醇洗補充冷量;富甲醇解析CO2產(chǎn)生冷量。

二、裝置冷損原因分析

保冷效果差,寧夏地區(qū)夏季高溫時間要持續(xù)120天左右。從現(xiàn)場冷區(qū)裸露設(shè)備管線冰融化情況看。實際冷損情況十分嚴重。

換熱器的工作效率低，循環(huán)水冷卻器、氨冷器均存在換熱效率不高的情況。由于當(dāng)?shù)仫L(fēng)沙較大大量泥沙進入循環(huán)水系統(tǒng),循環(huán)水濁度較高使循環(huán)水換熱器結(jié)垢嚴重,總傳熱系數(shù)離設(shè)計值偏差大。由于氨壓機潤滑油帶入氨冷器現(xiàn)象存在,少量潤滑油隨液氨進入氨冷器,由于溫度低使?jié)櫥透街?U形管外表面,從而增加了熱阻,降低了換熱效率。

甲醇循環(huán)量設(shè)置不當(dāng)，當(dāng)系統(tǒng)負荷一定時，系統(tǒng)所消耗的冷量基本不變。甲醇循環(huán)量越大，系統(tǒng)的溫度就會越高，這時要保證CO2的吸收只能提高氨冷器負荷降低系統(tǒng)溫度。同時，隨著甲醇量的增大，飽和度較低CO2解吸量會減少，大量CO2未解析就帶入熱區(qū)浪費冷量。

CO2解析產(chǎn)生冷量不足，CO2解吸產(chǎn)生的冷量是低溫甲醇洗冷量的主要來源。如果系統(tǒng)溫度控制過低會造成CO2在冷區(qū)未得到充分解析就將大量冷量帶入熱區(qū)，這樣不僅造成熱區(qū)負荷升高還會造成大量的冷量和CO2損失。

氣提氮使用不當(dāng)造成冷量損失，投用氣提氮會打破塔內(nèi)原有的氣液平衡建立新的氣液平衡，可以更好的解析甲醇中的CO2釋放更多的冷量。但如果投用過多會使大量的冷量隨氮氣放空，投用過少CO2得不到充分的解析帶入熱區(qū)造成冷量浪費。所以要根具實際生產(chǎn)要求合理設(shè)置氣提氮量。

低溫液氮洗補液氮管線不通，液氮直接補入甲醇洗系統(tǒng)由于液氮溫度達到-180攝氏度容易造成管線甲醇凍結(jié)不能有效補入冷量。使低溫液氮洗富余冷量造成浪費。

三、解決措施

1.更換修補跑冷嚴重部分的保冷材料。冷區(qū)甲醇洗滌塔、CO2解吸塔、甲醇冷卻器管線及換熱器跑冷嚴重的部分更換新型保冷材料。

2.對于風(fēng)沙大換熱器結(jié)構(gòu)等情況?？梢詫λ淦鬟M行反沖將其中泥沙沖出以提高換熱效率，同時在循環(huán)水入口出口處加裝強制過濾裝置。另外，利用化學(xué)清洗等手段對甲醇冷卻器管程殼程污垢進行清理,在甲醇循環(huán)中加入過濾裝置降低濁度避免換熱器結(jié)垢堵塞。氨冷器帶油可根據(jù)潤滑油漏入量定期從底部導(dǎo)淋排油避免潤滑油大量堆積影響氨冷器換熱效率

3.CO2解析最大化。甲醇吸收CO2是一個放熱過程,而解吸CO2則是一個吸熱制冷過程,其吸收、解吸過程遵循亨利定律?？稍跐M足工藝生產(chǎn)的條件下盡量降低解析壓力使CO2更好的解析產(chǎn)生更多的冷量。控制甲醇循環(huán)量在微量不超標(biāo)的情況下盡可能降低循環(huán)量以增加CO2飽和度使CO2充分解析。避免系統(tǒng)溫度過低適當(dāng)?shù)奶岣呦到y(tǒng)溫度不僅可以減少冷量使用還可以使CO2得到更好的解析減少冷量的浪費。

4.合理控制氣提氮量。雖然氣提量大可以使CO2得到很好的解析可是大量的氮氣也會與低溫甲醇換熱帶走大量冷量，造成冷量損失，同時浪費氮氣增加空分裝置負荷；若氣提氮量過小，CO2得不到進一步解析，冷量就不會完全釋放出來，帶著大量CO2甲醇被帶到甲醇熱再生系統(tǒng)中，這樣無形中提高了熱區(qū)的負荷。因此要選擇合適的氣提氮量。

5.充分利用低溫液氮洗富余冷量。針對低溫液氮洗管線易凍結(jié)現(xiàn)場可以對管線進行回溫處理確保管線暢通。

結(jié)論

在分析低溫甲醇洗冷量損耗是，應(yīng)重點關(guān)注一下方面：甲醇循環(huán)的量、CO2的解析效果、氣提氮氣的量、循環(huán)甲醇品質(zhì)以及系統(tǒng)跑冷損失。以上措施實施后,經(jīng)過高溫季節(jié)生產(chǎn)操作檢驗,效果顯著。其中甲醇吸收負荷可維持在 95%以上，向外界提共合格的CO2產(chǎn)品氣,氨冷器壓縮機的負荷降低 5%。

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