焦?fàn)t煤氣制甲醇系統(tǒng)濕脫硫工藝改進(jìn)

摘 要：針對(duì)焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置存在的壓縮機(jī)易堵塞和夏季打氣量偏低的問(wèn)題進(jìn)行探討，通過(guò)實(shí)施增加焦炭過(guò)濾器和橫管冷卻器的改造，對(duì)甲醇濕脫硫工藝進(jìn)行了有效的改進(jìn)與完善，取得良好效果，既保護(hù)了系統(tǒng)主要設(shè)備，又可實(shí)現(xiàn)甲醇日增產(chǎn)量10噸左右，獲得了一定經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣；甲醇；濕脫硫；工藝改進(jìn)

唐山中潤(rùn)煤化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱中潤(rùn)公司）是開灤集團(tuán)公司發(fā)展轉(zhuǎn)型的試點(diǎn)企業(yè)，重點(diǎn)走煤-焦-化的發(fā)展思路，建設(shè)項(xiàng)目有220萬(wàn)噸/年焦化系統(tǒng)、20萬(wàn)噸/年焦?fàn)t煤氣制甲醇系統(tǒng)、20萬(wàn)噸/年的粗苯加氫精制系統(tǒng)，其中，甲醇系統(tǒng)利用焦化富余的焦?fàn)t煤氣為原料，采用純氧轉(zhuǎn)化、低壓合成、三塔精餾工藝，項(xiàng)目一次設(shè)計(jì)，分期建設(shè)，一二期工程分別于2007年和2009年建成投產(chǎn)，項(xiàng)目在過(guò)去幾年的運(yùn)行中，公司對(duì)裝置實(shí)施了一系列的技術(shù)改造和工藝優(yōu)化，取得了不錯(cuò)的運(yùn)行效果，同時(shí)，也出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題，文章就焦?fàn)t氣壓縮機(jī)易堵塞氣閥和系統(tǒng)夏季打氣量低的問(wèn)題進(jìn)行研究，并通過(guò)實(shí)施相應(yīng)的技術(shù)改造，解決現(xiàn)存問(wèn)題。

1 系統(tǒng)基本工藝和現(xiàn)存基本問(wèn)題

1.1 濕脫硫基本工藝

公司焦?fàn)t煤氣制甲醇項(xiàng)目濕脫硫采用酸堿反應(yīng)工藝，主要脫除進(jìn)系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣中的硫化氫，煤氣從氣柜送來(lái)后，壓力0.02MPa，溫度25-40℃，直接進(jìn)入脫硫塔下部與塔頂噴淋下來(lái)的脫硫貧液逆流接觸，發(fā)生脫硫液中的碳酸鈉與硫化氫的化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過(guò)洗滌的焦?fàn)t氣將硫化氫脫除至20mg/m3后送往焦?fàn)t氣壓縮機(jī)，脫硫液經(jīng)噴射氧化再生槽系統(tǒng)得到再生，進(jìn)行循環(huán)使用，再生得到的硫泡沫，經(jīng)熔硫釜系統(tǒng)生產(chǎn)出硫單質(zhì)。

1.2 現(xiàn)存主要問(wèn)題

（1）焦?fàn)t氣壓縮機(jī)容易堵塞氣閥。系統(tǒng)焦?fàn)t器壓縮機(jī)采用的屬往復(fù)式壓縮機(jī)，在運(yùn)行過(guò)程中，存在堵塞氣閥的問(wèn)題，需要定期檢修，必須設(shè)置備機(jī)，在備機(jī)不充分的情況下可能造成不能滿負(fù)荷生產(chǎn)，致使甲醇產(chǎn)品產(chǎn)量的降低，影響公司經(jīng)濟(jì)效益。

（2）夏季焦?fàn)t氣壓縮機(jī)打氣量偏低。夏季，整套裝置水冷器換熱效果不理想，機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行受到嚴(yán)重影響，且壓縮機(jī)的進(jìn)氣、排氣溫度偏高，壓縮機(jī)打氣量偏低，進(jìn)而影響甲醇合成。

2 問(wèn)題分析

（1）由于焦?fàn)t氣經(jīng)過(guò)凈化處理、氣柜緩沖后，仍存在帶油水嚴(yán)重的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)甲醇濕法脫硫工段后，雖然大部分焦油和水分得以脫除，仍有部分焦油無(wú)法排除被帶入后續(xù)壓縮工段，這部分油雜質(zhì)在壓縮提壓過(guò)程中，極易粘附于氣閥上，經(jīng)日積月累的作用，導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)的進(jìn)氣閥門、排氣閥門極易堵塞，影響焦?fàn)t氣壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，增加系統(tǒng)阻力，降低焦?fàn)t氣壓縮機(jī)的打氣量，甚至?xí)绊懙骄摿蛳到y(tǒng)的運(yùn)行，縮短精脫硫催化劑的使用壽命。

（2）夏季由于氣溫較高，使得整套裝置的水冷器換熱效果大幅度降低，焦?fàn)t氣溫度相對(duì)偏高，在一定程度上影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)，溫度的升高使得焦?fàn)t氣壓縮機(jī)進(jìn)口的氣體密度降低，造成壓縮機(jī)單位時(shí)間內(nèi)打氣量偏低，直接導(dǎo)致送往合成系統(tǒng)的氣量減少，影響甲醇合成系統(tǒng)的運(yùn)行，甲醇產(chǎn)量減少。

3 改造方案

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際深入分析及外出考察技術(shù)交流，決定采用兩種方案進(jìn)行問(wèn)題改進(jìn)：一是針對(duì)進(jìn)系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣帶液現(xiàn)象，采用化工物理分離方式，在進(jìn)濕脫硫系統(tǒng)前增加兩臺(tái)并聯(lián)焦炭過(guò)濾器裝置，一開一備，間歇操作，進(jìn)一步脫除焦?fàn)t氣中的焦油和水，吸附介質(zhì)焦炭取自公司焦化系統(tǒng)；二是針對(duì)出濕脫硫系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣溫度偏高的現(xiàn)象，考慮生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)平面布局，同時(shí)，出口煤氣溫度雖然相對(duì)偏高，但仍然處于與大氣自然環(huán)境相接近溫度狀態(tài)，可以利用濕脫硫裝置北側(cè)溫度較低的新鮮水地下水池資源，不需要單獨(dú)建設(shè)循環(huán)水系統(tǒng)，采用進(jìn)一步冷卻的方式，在濕脫工段焦?fàn)t煤氣末端增設(shè)橫管冷卻器來(lái)降低出口煤氣的溫度，利用新鮮水原水資源對(duì)出口焦?fàn)t煤氣降溫，實(shí)現(xiàn)能源資源的綜合利用。

4 運(yùn)行效果

在改造實(shí)施后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，取得了如下方面的實(shí)際效果：

（1）減少了壓縮機(jī)氣閥的清理次數(shù)，延長(zhǎng)了壓縮機(jī)活塞環(huán)、支撐環(huán)和精脫硫工段催化劑的使用壽命。實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)進(jìn)氣排氣活門一個(gè)月更換一次變?yōu)樗膫€(gè)月更換一次。此項(xiàng)技術(shù)改造有效的過(guò)濾了焦?fàn)t煤氣中的雜質(zhì)，在節(jié)支降耗的基礎(chǔ)上，確保了裝置的平穩(wěn)順行，每年可節(jié)約100多萬(wàn)的成本費(fèi)用。

（2）濕脫工段出口焦?fàn)t氣溫度由夏季最高35-36℃有效降低至17-18℃，降低了壓縮機(jī)的入口煤氣溫度，增大了壓縮機(jī)入口氣體密度，從而焦?fàn)t氣壓縮機(jī)打氣量增加了800-1000Nm3/h，日增產(chǎn)甲醇約10噸左右。同時(shí)也改善了壓縮機(jī)的各項(xiàng)工作參數(shù)，降低了壓縮比，起到了保護(hù)壓縮機(jī)的作用，為壓縮機(jī)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

中潤(rùn)公司甲醇系統(tǒng)針對(duì)焦?fàn)t氣壓縮機(jī)易堵塞和夏季打氣量偏低的問(wèn)題，實(shí)施的增加焦炭過(guò)濾器和橫管初冷器的工藝技術(shù)優(yōu)化改造，取得了預(yù)期的效果，有效提高了裝置的加工能力，提升了產(chǎn)品產(chǎn)量，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，且與公司生產(chǎn)實(shí)際有機(jī)結(jié)合，具有項(xiàng)目容易實(shí)施、投資少、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源充分利用的特點(diǎn)，值得在同行中借鑒和推廣。

作者簡(jiǎn)介：趙愛(ài)華（1980-），男，漢族，河南沈邱人，工程師，現(xiàn)從事煤化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。