低温甲醇洗操作规程.docx

1、低温甲醇洗操作规程陕西咸阳化学工业有限公司低温甲醇洗工序操作规程编制：谭凯审核：批准：章、章、章、仁厶父4.5.6.、仁厶、1厶3.4.、仁厶3章 *、 一一二二一二三三一 二 三 四 四一二三四 弟 第 第 第低温甲醇洗净化原理概述理论基础：工艺流程说明工艺流程描述 工艺流程特点 主要设备特点 开车前准备 原始开车前的安全准备 危险化学品的处理人身防护装置(PPE)的确认 安全生产制度 安全生产注意事项 火灾爆炸的处理有毒有害气体中毒急救方法 运转设备的測试 泵的测试压缩机的测试原始开车前的预处理设备和管道吹扫设备和管道的气密试验系统置换设备和管道的冲洗和水联运 检测、控制和跳车系统的确认

2、主要控制回路说明测试、报警联锁数据表系统跳车及联锁系统开车概要工艺指标系统干燥乐矗开车步骤(大检修后开车)仁 开车前的检查、确认工作及准备工作2、 系统充压3、 系统充甲醇建立循环4、 索统冷却5、 启动热再生塔6、 启动甲醇/水分离塔7、 投用喷淋甲醇8、 向T1601导气9、 启动循环压缩机10、 送气第五章正常操作一、 概述二、 甲醇流量的调节三、 蒸汽流量的调节四、 气提怡流量的调节五、六、七、八、1、2、九、1、甲醇洗工段冷量平衡的调节 甲醇冰分离塔T1605的操作 其他流量的调节 装置的分析管理取样点说明分析项目一览表其它NHs的积聚2、3、4、5、半负荷运行泄漏的判断和处理泵的操

3、作循环气压缩机的开、停车6、第六章装置的防冻装巻停车概要减负荷三、四.停原料气三小时以上的停车程序（系统检修）五、六、设备的打开和过滤器的清洗整个甲醇循环的清空第七章装宜故障和跳车概要N原料气故障三、四、五、六、七、八、九、十、气提N2故障电力故障蒸汽故障仪表气源故障冷却水故障丙烯冷却故障HP锅炉给水/脱盐水故障压缩机C1601故障十一、泵故障第八章低温甲醇洗装置的维护和检査一般维护说明使用说明三、四、五、六、七、八、九、十、维护检査停车期间仅对热再生区的检査和维护停车期间仅对甲醇/水分离塔T1605的检査和维修停车期间对整个Rectisol单元的检査和维修容器和塔的进入仪表的检査安全阀的调校

4、泵的检査维修第一章低温甲醇洗净化原理一、 概述低温甲醇洗是一种基于物理吸收的气体净化方法，以工业甲醇为吸收剂。该法用甲醇 溶剂可同时或分段脱除气体中的H2S、CO?等酸性组分和各种有机硫化物、NH“ C2H2、 C3及C3以上的气态矩，胶质及水汽等，能达到很高的净化度。能把总硫脱至VO.lmg/m 同时能把二氧化碳脱至10X10M0X106（体积）。甲醇对氢、氮、一氧化碳（合成原料） 的溶解度相当小，且在溶液降压闪蒸过程中优先解吸，可通过分级闪蒸来回收，因而有效 组分损失很少。随着温度降低，H2S、CO2以及别的易溶气体在甲醇中的溶解度增长很快，且分压越 高，增长越快，而氢、氮变化不大。随着吸

5、收温度降低，甲醇对酸性组分的选择性提高。 因此此法在较低温度下操作，更宜于在酸性气体分压较高的工况下操作。此外，为了减少 损失（甲醇易挥发），吸收和解吸过程在较低温度下进行。所以此法须设冷冻装置，制冷 温度一般为38*C左右。低温甲醇洗的工业装置最初由德国两家公司林德和鲁奇研究开发的，1954年，在 南非一个以煤为原料合成液态燃料的工厂中，由鲁奇承包建成第一个工业规模的示范性装 置，用于净化加压鲁奇炉制得的煤气。脱除硫化物和不饱和矩类至1X 10（体积）并脱CO2 至10%。林德公司最初建造的低温甲醇洗装置用于净化含硫转化气，并回收无硫的CO2 供合成尿素。硫化氢锚分与来自液氮洗装置的尾气一起

6、送往附近的电站作燃料烧掉。为满 足环保要求，降低放空尾气中有毒物质HzS等的含量，使其低于5X10%体积）；提高H2S 馆分浓度以利于加工成硫和其它有用产品；甲醇液的再生过程和全流程组合也日趋合理、 完善。70年代末林德公司在我国设计和建造了三套渣油气化日产1000吨合成氨，脱硫脱 碳压力&0MPa的低温甲醇洗装置，它们分别是宁波镇海、新疆、宁夏化肥厂。另外新建 以煤和渣油为原料的大型合成氨装置如渭河化肥厂、兰化、吉化三十万吨合成氨装置采用 低温甲醇洗。我公司采德国林徳公司的5.5MPa的低温甲醇洗工艺。二、 理论基础：低温甲醇洗吸收酸性气体以及溶液再生，解吸回收有用气体的基础就是各种气体在甲

7、 醇中的溶解度不同而进行有选择的分离。甲醇对二氧化碳、硫化氢、硫氧化碳等酸性代体有较大的溶解能力，而氢、氮、一氧化碳等气体在其中的溶解度甚微，因而甲醇能从原料气中选择吸收二氧化碳.硫化氢等酸 性气体，而氢和氮相对溶解较少。各种气体在409 (233K)时的相对溶解度如下表:气体气体的溶解度/氢气的溶解度气体的溶解度/二氧化碳的溶解度h2s25405.9cos15553.6CO24301.0CH412co5Hz1.0N22.51、CO?在甲醇中的溶解度低温下CO2在甲醇中的摩尔分率XCO2可按下式计算:XC02=0425PC02/P C02CO2在甲醇中的溶解度SCO2(hi/kg河表示为SCO

8、2=695.7PCO2/(235P- CO2-PCO2)上两式中：P CO2“同温度下液体CO2的蒸汽分压，KPaPCO2二氧化碳的平衡分压，KPa不同温度和压力下二氧化碳在甲醇中的溶解度(标准厘米CO2/克甲醇)CO2 大2636-45-601.017.623.735-968.02.036.249.872.6159.03.055.077.4117.0321.44.077.0113-0174-0960.75.0106.0150.0250.06.0127.0201.0362.07.0155.0262.05708.2192.0355.09.0223.0444.010.0268.0610.011.5

9、343.012.0385.013.0468.014.0617.015.01142.0表中数据表明，压力升高在甲醇中的溶解度增大，溶解度与压力几乎成正比关系。而 温度对溶解度的影响更大，尤其是低于30C时，溶解度随温度的降低而急剧增大。因此, 用甲醇吸收二氧化碳宜在高压、低温下进行。2、H?S在甲醇中的溶解度HzS在甲醇中的溶解度比CO2更大，可表示为；SH2s=692PH2S/ (L9P*H2S-PH2S)式中：PHzSH2S平衡分压，KpaP*H2&液态硫化氢的蒸汽分氐Kpa可由下式确定：LgP*HzS=6.583-973.5/T当有二氧化碳同时存在时，H2S的溶解度要减少，可表示为:sh2

10、s=sh2s/(i+c.sco242)式中：SCO二氧化碳在甲醇中溶解度；C与温度有关的常数,-25.6-C,50.0-C,和-7& 5C时数值分别为：1.8X10= 1.5X10= 4.0X03、COS在甲醇中溶解度cos在甲醇中的溶解度遵从亨利定律，如图所示：cos在甲醇中溶解度，随着压力/10. 1 0.2 0. 3 0. 4 0.5的增加而增加。COS在甲 醇中的溶解度与H2S、CO2 的溶解度相比较表，吸收气 体中CO2所需要的甲醇量 足够完全地除净气体中的 有机硫，如果只除去气体中 的硫化物，那么应该考虑气 体中COS的溶解度，因为 cos是溶解度最低的硫化物组分。4、氢、氮和甲烷

11、在甲醇中的溶解度及其它理化数据氢、氮和甲烷等气体在甲醇中的溶解度是不大的，但由于变换气中H2含量很高，因 此，在高压低温条件下脱除酸性气体时，造成H2的损失仍是可观的。各种气体在甲醇中的溶解热由下表可见,CS2和H2S在甲醇中的溶解热不大，但因其溶 解度较大，因而塔内仍有明显提高，为了保持一定的吸收效果，塔中部需设置冷冻以排除吸收 放热。各种气体在甲醇中的溶解热KJ/moI气体h2sCO2COSCS2h2CH4溶解热19.26416.94517.36427.6143.8263.3495、甲醇洗工段冷量的来源及回收甲醇洗工段脱除酸性气体H2S、CO?及COS是在低温下进行的。为了满足净化工艺要

12、求，工段须从外界得到冷量以维持正常的操作。本工段冷量的直接来源为20C 0.45Mpa 的液态丙烯，在丙烯冷却器冷器E1604、E1605、E1617、E1621中蒸发，向甲醇洗提供4（TC 的低温冷源；另外，通过水冷器E1602、E161K E1613、E1622向系统提供冷量。正常运行时，本工段的冷损包摇；1换热器的换热损失2保冷损失3酸性气体吸收时由于溶解热所造成的冷量损失因此，为了维持甲醇洗工段的正常运行需对以上损失（带走）的冷量加以回收和补偿。一、 二类冷量损失由液态丙烯提供40C的冷量加以补偿。第三类冷量损失部分可加以回收，另 一部分由液态丙烯提供的冷量来补偿。CO2、H2S. C

13、OS溶解于甲醇时，由于释放大量的 溶解热使得洗涤甲醇的温度升高，造成冷量损失。但这些气体在减压解吸回收过程中，由 于解吸需吸收热量，这就使甲醇温度又降低了，一部分冷量在这里被回收。由于CO2不可 能全部在冷区解吸，HzS、COS在热区解吸，以及解热过程的不可逆性，使得CO2解吸的 冷量回收率只有6070%,而其余部分冷量需由液态丙烯补偿。6、汽提原理汽提是物理过程，它用于破坏原气液平衡而建立一新的气液平衡状态，达到分离物质 的目的。例如，A是液体，B是气体，B溶解于A中，达到气液平衡状态。气相中主要以B 的气体为主，当加以汽提介质C时，气相中B的分压降低，破坏了气液平衡状态。通过调 节汽提介质

14、的量来控制汽提程度，将A与B两种物质分离。如果要保证A,B的纯度而不需要其它杂质，则可采用A或B做汽提介质，如尿素生产 过程采用CQ汽提法或氨汽提法来分解甲铁。如果只得到A产品，B可以放空，则采用廉价易得的C产品做为汽提介质。在甲醇洗脱除酸洗气体的工艺中采用两次汽提方法来除去甲醇中的CO2、H2S、COS 以得到贫甲醇。第一，在硫化氢浓缩塔底部通入一股低压2作为汽提介质，降低CO2气 体的分压，将大部分CO2在硫化氢浓缩塔中解吸，以回收冷量。第二，在甲醇再生塔中用 甲醇蒸汽做为介质，将溶解于甲醇中的CO2、H2S. COS全部解吸出来，达到甲醇再生的 目的。为了向硫回收工序提供合格的原料气，用

15、易分离的甲醇蒸汽做汽提介质，是比较合 理的。7、精馅原理精憎是利用物质挥发度不同（沸点不同）而将两种或两种以上的物质分离开的过程， 精馆过程在塔内完成，混合组分从塔中间某一块塔板（进料板）连续进入塔内，在进料板 以上，上升蒸汽中所含的重组分向液相传递，而回流液中的轻组分向气相传递，这样经过 足够的塔板，在塔的上半部完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重组分，因而称为精馅 段。在进料板以下，下降液体（包括回流液和加料中液体）中的轻组分向气相传递，上升 蒸汽中的重组分向液相传递，这样经过足够的塔板，在塔的下部完成了下降液体中重组分 的提浓即提出了轻组分，因而称为提馆段。一个完整的精馆塔应包括精馆段和

16、提馆段，进料板是二者的分界。在这样的塔内可将 一个双组分混合物连续地、高纯度地分为轻、重两组分。回流（包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流）是精馆操作的重要因素, 它是构成汽、液两相接触传质的必要条件，没有气液两相的接触也就无从进行物质的交换, 就难以将混合物精憎而分离开。溶液的沸点与组成有关。精馅塔内各块塔板上物料的组成及总压并不相同，因而从塔 顶至塔底形成某种温度分布。在加压或常压蒸馆中，各板的总压差别不大，形成全塔温度 分布的主要原因是各板组成不同。第二章工艺流程说明我公司低温甲醇洗工段采用的四塔流程，可分为两大区，即冷区和热区。冷区由甲 醇洗涤塔T1601,中压闪蒸罐D160

17、2、D1603,硫化氢浓缩塔T1603,氮气气提塔T1606 组成；热区由甲醇热再生塔T1604和甲醇/水分离塔T1605组成。总体工艺流程图请参见 附图。一、工艺流程描述1、 原料气的预冷来自变换工段的原料气温度为4(TC,压力为5.6 MPa (a),流量为300608Nm3/l)(其 组成(mol%)为 出:45.95； N2 : 0.2196； CO : 19.588 ； Ar： 0.1098 ； CH4： 0.0798； CO2 : 33.682； H2S : 0.1198 ； COS : 0.02 ； HCN： 0.001996 ； H2OS 0.2301)原料气首先进入洗氨塔T1

18、602,在洗氨塔T1602中，变换气经高压锅炉给水洗涤，其 中气体中所含的氨溶于水中，这部分含氨废水排出界区进入废水处理工序。高压锅炉给水 在进入洗氨塔前，先经换热器E1622用循环水冷却，将其温度由1339降至429。由洗氨塔T1602塔顶出来的原料气与循环气混合，再与喷射的甲醇混合以除去原料气 中的水份，否则，水将冷凝形成冰或水合物固体并堵塞设备。而水和甲醇形成的溶液的冰 点比水的冰点大为降低，在原料气冷却器E1601内冷却后不会有结冰现象。然后原料气进入进料气冷却器E1601被合成气、尾气冷却到14.79,在水分离罐D1601 中将冷凝下来的水、甲醇混合物分离，分离后的气体进入甲醇洗涤塔

19、T1601,醇水混合物 进入换热器E1616。2、 H2S/CO2气体脱除甲醇洗涤塔分为上塔和下塔。上塔共分三段。来自贫甲醇泵P1605的贫甲醇液(389.53mVh)经水冷器E1611、甲醇换热器E1619、 E1609(与来自T1603塔底去再生的甲醇换热)、丙烯冷却器E1621分别冷却到429、7.99、 31.59、369后，与来自T1603上塔底部经甲醇泵P1601抽出的富甲醇液经换热器E1608 换热，温度降至54.89送入T1601上塔上段吸收CO2,使出T1601塔顶的净化气中CO2 含量在2.75% (v)左右，总硫含量在O.lppm (v)以下。由塔顶出来的净化气，经换热器

20、E1618回收冷量后，温度由39C提高到-35.8-C,然后进入原料气冷却器继续回收冷量，温 度提高到319左右进入合成工段。压力为5.4MPa （a）,流量203198Nm3/h （其组成为： Hz : 67.926% ； CO： 28.716% ； Ar : 0.1606%； N2 : 0.3234%； CO2 : 2.75%； CH4 : 0.1135%；总硫：0.1 ppm 以下）吸收CO2后的甲醇溶液温度升高，这是由于CO2溶解热造成的。这部分溶解热一部分 通过冷流体冷却后移走。当上段甲醇溶液升高到17.6C后抽出，在循环甲醇冷却器E1606 中被来自H2S浓缩塔T1603上塔底部经

21、E1608后的冷甲醇（温度-459、压力0.3894MPa） 冷却到38C后送回T1601上塔中段再次吸收CO20当温度升到17.4C后再次从中段底部 抽出，先经丙烯冷却器E1605与来自冷冻工段的液态丙烯换热至-26-C,然后进入E1606 中被冷却到38*C后送回T1601上塔下段。这两次抽出冷却的目的就是将吸收剂甲醇的温度 冷却到最佳吸收温度，以保证充分吸收。为了降低冷量消耗，在系统初开车半负荷运行时，由于负荷较低，由T1601上塔中段 底部抽出的甲醇液在179左右足以完全吸收原料气中的CO2,没必要再进一步降低温度， 部分甲醇溶液可通过FV16031直接进入下塔。另外，若系统负荷较低，

22、出塔净化气CO2 含量低时，也可通过该管线调整出塔净化气CO2含量，此时仅一半甲醇液（145m3/h）进 入E1605和E1606冷却，其余一半直接返回下塔。溶解热的另一部分经T1601上塔下段底部富CO2甲醇液带出，其温度为-16.4-C,这股 溶液分两部分，一部分（3031113/10经甲醇换热器E1607和丙烯冷却器E1604换热，温度 分别降至31和36C后去循环气闪蒸槽D1602,另一部分（263m3/h）进入T1601下塔顶 部吸收H?S和COS。下塔主要用来脱硫（H2S和COS）,由于H2S的溶解度大于CO2溶解度，且硫组分在 气体中含量要低于CO2,因此进入下塔的吸收了 CO2

23、的甲醇液只需一部分作为洗涤剂吸收 H2S和COS,使进入上塔的气体中总含硫量在O.lppm （ v）以下。3、富液的膨胀闪蒸从T1601 塔底盘上引出的不含硫富含CO2的甲醇液（-16.5*0,经甲醇冷却器E1607 和丙烯冷却器E1604换热，温度分别降至31C和36C后，通过减压阀从5.64 MPa（A）减到 12MPa（A谜入循环气闪蒸槽D1602,使得溶解的大部分H2闪蒸解吸出来。同时从T1601下塔底部来的富H2S甲醇液267.5m3/h,被来自H2S浓缩塔尾气从14.2匕冷却到-25-C,再经甲醇换热器E1607换热，被来自甲醇闪蒸罐D1604经P1602泵的甲醇液冷却到319后，

24、再与T1601塔顶出来的净化气在E1618中换热，回收净化气冷量后,温度降至经呻Q压力从534 ( )降到1.2MV )进入循环气闪蒸槽D1603.其闪蒸气体与来自1)1602的闪蒸气汇合后一起进入1)123顶部除雾器，出口气体流量为9322Nm5(组成为Hz : 15.278%； Nz ： 0.1581% ； CO : 18.581%： Ar： 0.1118%；CH 0.1272% ； O2 : 65.558% : H：S ： 0.1302% ； COS： 0.0265%； CHsOH： 0.0289% ) 这股闪裁气进入循环气压缩机(1601压缩到5.6MPa (a)后，经水冷器E1602

25、冷却到 42C送入E1601前的进气管，以回收利用出。4、CO?气体的解吸及HS浓缩来自循环气闪蒸槽D1602底部的不含硫的富CO2甲醇液，温度36.69,压力1.2MPa, 流量为291 NmVh,含CO2为28.5% (mol)直接进入到H?S浓缩塔T1603塔顶再次降压至0.205MPa进行CO2闪蒸解吸，闪蒸液作为塔中段含硫甲醇液中闪蒸出的上升气中HzS 及COS的洗涤液，以保证T1603塔顶尾气的HzS+COS低于25ppm(v).从D1603底部来的同时溶解有CO2和H2S的甲醇液(255.4n?/h,含CO2约28.79%、 含HLS约0.229 % )，进入T1603塔中部闪蒸

26、解吸，其压力为0.2368 MPa(A )，温度为57. VC。 同时解吸的H2S、COS被来自塔上部的不含硫的富CO2甲醇闪蒸回流液洗涤重新进入甲醇 液中。从T1603塔中部升气管塔板上经P1601抽出的一股甲醇液(474m7h,含CO?约 19.35%, -59.4-C)作为低温冷源，对进入T1601的贫甲醇液在甲醇换热器E1608种进一 步预冷，自身温度由59.4C升高到41.89后，进入循环甲醇冷却器E1606中，以移走T1601 中甲醇吸收CO?产生的熔解热，温度升高至-38.6-C进入闪蒸罐D1604进行气液分离。由 闪蒸罐D1604分离出的气体进入T1603塔中部，继续回收其中的

27、含硫气体。为充分利用冷量，由闪蒸罐D1604底部出来的甲醇液(温度-38.6-C,流量435.6 nf/h) 经甲醇泵P1602抽出进入换热器E1607作为冷源对富甲醇液进行预冷，温度升高至27.49 进入T1603下塔顶部进一步解吸CO2并回收其中的含硫气体。为使甲醇液中的CO2能够充分地解吸，在T1603塔底部引入0.55MPa (A), 409的 汽提氮气11400Nnf/li,用以破坏原系统内的气液平衡，降低CO?和H2S的气相分压，使 溶解的CO2进一步解吸。而同时解吸的H2S被回流液洗下来。解吸出来的CO2成为尾气以0.205MPa （A）, -61.6*C离开T1603塔顶，CO

28、?含量达 87.4%, N2I2.I%, H2S大约55ppme经E1603和E1601回收冷量后以31 *C进入尾气洗涤 塔T1607,通过脱盐水洗涤尾气中夹带的甲醇，使尾气达到环保排放标准离开界区送火炬 或放入大气当中。从T1603塔升气管塔板上经P1601泵抽出的一股甲醇液由于在上塔内这股液体不断减 压并解吸出CO2温度降为一59.JC。在返回T1603塔底解吸CO2前，其冷量在E1608、 E1606、E1607中进行回收。从这块塔板上引出的液体的温度是全甲醇洗工序中最低的。出 T1603 塔底的富 HzS 甲醇液（409mVh,含 CO2： 2.05%,含 H2S： 0.27%, 0

29、.25MPa（A）, -37.71C）经P1603泵送入甲醇换热器E1609、过滤器S1601 （250um）.甲醇换热 器E1619,与进入T1601的贫甲醇进行换热，以降低贫甲醇液的温度，自身温度分别提高 到19和34.39,进入氮气气提塔T1606顶部，通过塔底通入的氮气（温度40*0、压力 0.255MPa、流量1800 m3/li）气提，使甲醇液中的CO2进一步解吸，解吸出的C（h气连同 气提氮气一起进入T1603下塔上段,塔底出来的富H2S甲醇液（温度30*0、压力0.255MPa、 流就435 m3/li）经甲醇泵P1604送甲醇换热器E1610换热后，温度提高到85&C进入热再

30、 生塔T1604中。从H2S分离罐D1607分离出来的一35C的甲醇0.45mVh （含H2S： 13.27%）也进入 T1603塔底。为保证出甲醇洗的富H2S组分中含H2S不低于25%,为克劳斯硫回收工序提供合格 原料气，系统初开车时从D1607顶分离出的H?S富气中一部分约179.4Nnf/h匝新循环回 T1603塔底部（含CO2： 46.1%,含H2S： 33.1%）,将所携CO?进一步汽提分离。H2S得 到再浓缩。5、甲醇再生从T1606塔底进入T1604塔的甲醇液在此塔内完成甲醇再生，再生的甲醇作为贫甲醇 循环利用。富含COm H2S、COS的甲醇液被来自塔底再沸器E1612加热及甲