Texaco煤气化净化系统技改总结.pdf

第 6 期 2 0 0 4年 1 1月 中氮肥 M- S i z e d N i t r o g e n o u s F e r t i l i z e r P r o g r e s s No . 6 No v . 2 0 0 4 T e x a c o 煤气化净化系统技改总结 宋先林 安微淮化集团有限责任公司，安微 淮南2 3 2 0 3 8 [ 中图分类号」T Q1 1 3 . 2 6[ 文献标识码]B[ 文章编号〕1 0 0 4 - 9 9 3 2 2 0 0 4 0 6 - 0 0 3 1 - 0 2 我公司净化系统为德士古合成气的后处理工 序，包括变换、脱硫、脱碳、甲烷化和配套环保 装置硫回收， 自2 0 0 0 年8 月装置设产以来， 总体 运行状态良好，但也存在着一些问题和不足。 经 过多年的实践与摸索，针对存在的问题，对装置 进行了技术改造， 取得了良好的经济效益。 在此， 就净化系统所进行的技术改造作一总结。 1 变换气水冷器改造 系统开车初期，变换系统阻力突然升高，被 迫停车处理。经检查发现，变换气水冷器及变换 气出口管被碳酸铁结晶堵塞是阻力上升的直接原 因。 因为变换气经水冷器冷却后， 温度降到3 8℃ 以下，正是碳酸按易结晶的温度区域。 找出原因后，公司对变换气水冷器进行了改 造，相关工艺参数也做了相应调整。一方面，在 满足脱硫出口总硫含量、保证系统稳定运行的前 提下，减少进人变换气水冷器的循环水流量，提 高出口变换的温度，尽量远离碳酸按易结晶的温 度区域;另一方面，在变换气水冷器气体进口端 的导淋和5 . 0 MP a 锅炉给水预热器的锅炉给水 进口管之间连接一根管线，往变换气水冷器的管 程加锅炉给水，溶解碳酸按晶体。 改造完成后，变换系统阻力下降，装置运行 稳定，至今再没有发生过碳酸按结晶。 2 脱硫再生塔底温度调整 我公司采用的是 N H D脱硫技术，提高再生 塔底温度， 有利于N H D溶液的再生。 脱硫再生塔 塔底的设计温度为 1 3 5 - 1 4 5℃， 开车初期， 严格 按设计温度进行操作，N H D溶液再生效果很好。 但再生温度高也存在不利因素，主要表现在以下 四个方面。 1 再生塔底温度高，会导致低压贫液泵和 高压贫液泵人口温度过高，接近该压力条件下溶 液的饱和蒸汽压，影响高压贫液泵的稳定运行。 2 人脱硫塔的贫液温度升高，加重了贫液 泵冷却器的负荷，影响溶液的吸收效果，同时还 加快了溶液中酸性介质对贫液冷却器的腐蚀，降 低了贫液冷却器的使用寿命。 3 N H D溶液消耗增加。 4 塔底温度高，产生的水蒸气多，再生气 中夹带的N H D溶液增加， 造成N H D溶液消耗增 加。再生气量过大，也增加了再生塔拦液的可能 性，对系统稳定运行不利。 鉴于以上原因，我公司将再生塔底温度逐渐 降到了1 2 5℃以下操作，再生度提高到 1 0 6 0 m g / L ， 能满足生产需要， 脱硫气总硫在5 X 1 0 - 6 以下。 说明N H D溶液吸收和再生有较宽的操作 范围。实际操作中，只要能保证正常生产，可适当 调整溶液再生温度， 实现系统在最佳状态下的运行。 [ 收稿日 期〕2 0 0 4 - 0 7 - 2 7 〔 作者简介〕宋先林 1 9 7 3 - ， 男， 安徽怀远人， 工程 师。 3 脱碳过滤器改造 随着脱碳装置运行时间的延长，发现脱碳溶 液受到的污染也越来越严重。理论上，脱硫在脱 碳之前， 如果溶液被污染， 也是脱硫溶液在先， 而 事实上脱硫溶液很干净，脱碳溶液却变脏了。经 分析，判断为过滤器溶液出口管有设计缺陷，导 致脱碳过滤器过滤效果不好。原设计过滤器与富 液泵出口管并联上汽提塔，过滤器进出口压差很 小， 过滤推动力小， 达不到原设计的过滤效果。 为 此，在过滤器出口与汽提塔底补液管之间增加了 一根争 5 7 m m的管道，过滤器出口管由原来进汽 提塔顶改为借助补液管进塔底，靠阀门来完成过 滤与补液之间的切换。这样，过滤器的进出口压 差大大增加，使溶液能够得到充分过滤。 3 2中 氮 肥第 6 期 实践证明， 改造后过滤器的过滤推动力增加， 溶液过滤速度加快，过滤器的过滤效果很好，脱 碳溶液变得干净了，保证了脱碳工序的安全、长 周期运行。 4 变换系统改造 “ 1 8 3 0 ” 工程投产后， 第一变换一直存在着 催化剂活性下降快、阻力大的问题，平均 3 个月 就需更换一次。经分析为合成气带水、带灰超标 所致。主要依据有三 ① 煤气分离器排出的水呈 黑色， 静置后有很多黑色沉淀物; ② 变换停车降 温后，人第一变换炉检查发现，变换炉上层催化 剂完全被炭黑覆盖，并有轻微结块现象，同时从 第一变换炉内卸出的催化剂粉尘很大，表面有炭 黑附着; ③ 合成气带水量远远高于设计指标。 按 合成气总气量9 8 9 1 6 m 3 / h 水汽比1 . 4 6 计算， 合成气的冷凝水在 8 m3 / h 左右， 须将煤气分离器 的常开排水阀全开，甚至还要打开紧急事故大阀 配合调节才行，由此判断， 合成气带水量严重超 标。 对变换催化剂来说，原料气夹带粉尘过多有 两点危害 ① 附着在催化剂表面的粉尘阻碍合成 气与催化剂充分接触，减小了催化剂的有效利用 率， 使合成气得不到充分反应就离开了变换炉， 造 成C O微量超标; ② 大量粉尘充填在催化剂之间 的空隙，减小了气体的有效流通面积，造成变换 炉阻力增加。 对变换催化剂来说， 原料气带水有四点危害 ① 催化剂抗压强度降低，易粉碎;② 催化剂活 性组分流失，活性下降，可能造成变换炉垮温; ③ 煤气中未分离掉的粉尘将进人一变炉， 造成上 层催化剂结皮， 使一变炉阻力上升;④ 变换炉出 口C O严重超标。 为此，对变换工序进行了改造，在第一变换 炉前增加 1 台预变炉和 1 台换热器。 改造后效果明显 ① 预变炉阻挡、 过滤了合 成气中夹带的水和灰，净化了合成气，保护了一 变炉催化剂，延长了催化剂的使用寿命，降低了 生产成本;② 预变炉变换了部分C O，产生的反 应热提高了一变炉的人口温度，维持了系统的热 平衡，同时也减轻了一变炉的负荷，使第三变换 炉的出口C O含量下降; ③ 新增煤气加热器把系 统热量前移，增加了对一变炉人口温度的调节手 段，系统运行的稳定性提高。 5 低负荷状态下富液泵的运行调整 在低负荷状态下， 脱碳富液泵运行不稳定， 循 环量波动大，甚至出现脱碳低压闪蒸槽抽空或跑 液现象。 N H D溶液在低压闪蒸槽内闪蒸后， 从低压闪 蒸槽底部富液出口管流出，进人脱碳富液泵，经 富液泵加压后送人汽提塔上部汽提再生。 低负荷下富液泵管路特性曲线见图t o H ▲ 0 Q 图1 管路特性曲线 由图.1 知， 在特定管路中 输送液体时， 所需 压头 H 随液休流量Q的平方而变化。曲线的形 状与管路布置及操作条件有关， 与泵的性能无关。 系统减量时，脱碳循环量随之下降，富液泵 的压头也随流量降低而下降。 富液泵压头下降后， 富液泵体及泵出口管路中闪蒸出的C O 气量增 加，这就使富液泵和低闪槽液位的波动加大，造 成低闪槽液位很难控制，影响系统正常运行。要 解 决此问题，必须从减少 富液泵 到 自调 阀 L I C A 3 3 0 7 之间的闪蒸气量人手。 采取的措施是在系统大幅度减量时，同时 开两台富液泵。从运行结果看，两台富液泵运行 很正常，低压闪蒸槽的液位控制也很稳定。 在管路布置及流量不变的情况下，两台富液 泵并联后的压头高于1 台泵的压头。压力增加值 主要集中在富液泵与自 调阀L I C A 3 3 0 7 之间， 这 样，减少了它们之间溶液的闪蒸气量，富液泵和 自调阀的运行趋于稳定，低压闪蒸槽的液位也容 易控制了。 6 结束语 通过以上技术改造的实施，我公司净化系统 的运行更加稳定，满足了后工序对净化气的质量 要求， 装置的安全运行周期也比改造前大大延长， 为公司创造了较大的经济效益。