400萬噸/年煤制油脫碳裝置存在問題及應(yīng)對措施

張飛躍　魏紅紅

摘 要：本文通過對神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目油品合成裝置尾氣脫碳裝置運(yùn)行存在的問題進(jìn)行分析，并提出應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：熱鉀堿；脫碳；問題；分析；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.027

神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目油品合成裝置尾氣脫碳單元采用南化院的熱鉀堿脫碳工藝，將費(fèi)托反應(yīng)產(chǎn)生的合成尾氣中的二氧化碳脫除，脫除后的脫碳凈化氣大部分返回至費(fèi)托合成循環(huán)反應(yīng)，少量送至低溫油洗單元生產(chǎn)氫氣，正常100%負(fù)荷工況處理費(fèi)托尾氣氣量為608309.86 Nm3/h，其中CO2含量14.71%，脫碳后CO2含量≤2.0mol，2016年原始試車以來，總體運(yùn)行良好，脫碳凈化氣實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)可低至0.5%；貧液碳化指數(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)1.22～1.26，半貧液碳化指數(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)1.42～1.45，實(shí)際運(yùn)行中半貧液碳化指數(shù)可低于貧液設(shè)計(jì)指標(biāo)，保證系統(tǒng)再生完全，提高了吸收效果。

1 存在問題分析

1.1 機(jī)泵密封沖洗水設(shè)計(jì)不合理

原設(shè)計(jì)機(jī)泵密封沖洗水來自凈化氣分離器底部分離液，確保系統(tǒng)水平衡，但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)分離液中雜質(zhì)較多，且?guī)в蛧?yán)重，造成貧液、半貧液泵的機(jī)械密封經(jīng)常泄漏，影響設(shè)備的安全運(yùn)行。

1.2 吸收塔底富液調(diào)節(jié)閥閥桿頻繁斷裂

尾氣脫碳單元在運(yùn)行過程中，溶液吸收CO2后，富液通過CO2吸收塔液位控制閥LV0301ABC送至富液閃蒸槽及溶液再生系統(tǒng)，富液在通過液位控制閥LV0301ABC時(shí)前后壓差1.3MPa，由于壓差過大，同時(shí)富液中有氣體閃蒸，閥門容易發(fā)生氣蝕，液位控制閥LV0301BC調(diào)節(jié)過程中受力過大，超出調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)受力負(fù)載，導(dǎo)致閥桿斷裂，閥芯脫落且無法在線交出，導(dǎo)致貧液、半貧液循環(huán)量無法達(dá)到設(shè)計(jì)值，直接影響了系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行。

1.3 吸收塔壓差偏高

自2016年12月至2017年6月5日投料試車，吸收塔上部壓差均在10Kpa以下（吸收塔上段壓降設(shè)計(jì)值為5Kpa）； 2017年6月24日裝搶修完成后，開始進(jìn)行系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)整，在7月17日提負(fù)荷過程中，當(dāng)入脫碳單元合成尾氣量為60萬Nm3/h時(shí)，CO2吸收塔上部壓差已超過10Kpa；氣量達(dá)到64萬Nm3/h時(shí)，全塔壓差上漲達(dá)到52Kpa（全塔壓差設(shè)計(jì)值為30Kpa），上部壓差達(dá)到48Kpa，塔出現(xiàn)輕微液泛。大檢修經(jīng)過對吸收塔塔內(nèi)件進(jìn)行拆檢，發(fā)現(xiàn)吸收塔上段共18層規(guī)整填料堵塞嚴(yán)重，填料空隙全部被雜質(zhì)堵死。

堵塞物質(zhì)經(jīng)過分析為活性炭和油類物質(zhì)，造成壓差高的原因有：（1）吸收塔LV0301CO2液位調(diào)節(jié)閥過量小，為了控制吸收塔液位，降低吸收塔下段半貧液量，造成下段氣量與循環(huán)量不匹配，上段氣量較大，造成上段填料攔液；（2）機(jī)械過濾器濾芯為聚酯材質(zhì)，不抗堿液，濾芯發(fā)生溶解，污染溶液，未起到過濾作用；（3）活性炭過濾器原設(shè)計(jì)要求三個(gè)月更換一次，實(shí)際活性炭過濾器自開車投用達(dá)6個(gè)月未進(jìn)行更換，使活性炭破碎嚴(yán)重，吸附效果低，未有效吸附費(fèi)托尾氣所攜帶油類物質(zhì)；（4）貧液循環(huán)過濾量設(shè)計(jì)過小，原設(shè)計(jì)僅為200m3/h，按照貧液循環(huán)過濾量為系統(tǒng)溶液總循環(huán)量1/10考慮，貧液循環(huán)過濾量至少應(yīng)該達(dá)到600m3/h；（5）吸收塔上部冷貧液正常運(yùn)行溫度為90℃，實(shí)際運(yùn)行中87℃，低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，造成冷貧液出現(xiàn)結(jié)晶及雜質(zhì)析出。

2 采取應(yīng)對措施

（1）將沖洗水改為新鮮脫鹽水，凈化氣分離液體單獨(dú)送至費(fèi)托合成單元油水分離器進(jìn)行處理，既保護(hù)了機(jī)泵的機(jī)械密封，又避免分離液中的雜質(zhì)和油進(jìn)入系統(tǒng)，污染堿液。

（2）將二氧化碳吸收塔上段18層塔盤填料全部拆除并進(jìn)行高壓清洗回裝，對部分損壞的填料進(jìn)行更換。

（3）對吸收塔底部調(diào)節(jié)閥LV0301ABC結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，閥體底座增加開孔，進(jìn)行多級減壓，并對LV0301ABC增加前后切斷閥及旁路閥。

（4）機(jī)械過濾器濾芯材質(zhì)更換為聚芳硫醚（PPS），能耐PH=13碳酸鉀溶液腐蝕和130℃設(shè)計(jì)溫度。更換后效果明顯，濾芯吸附效果見下圖1：

（5）對3臺活性炭過濾器活性炭全部進(jìn)行更換。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求每三個(gè)月更換一次活性炭過濾器活性炭，確保去除有機(jī)物及發(fā)黏物質(zhì)。

（6）增加一臺600m3/h貧液過濾泵，確保滿足貧液過濾循環(huán)量，有效去除系統(tǒng)雜質(zhì)。

（7）加強(qiáng)工藝指標(biāo)控制。在保證吸收效果的前提下，將冷貧液溫度提至90℃以上，同時(shí)在系統(tǒng)加減負(fù)荷時(shí)，盡量避免氣量波動(dòng)過大，平穩(wěn)操作，以防止吸收塔壓差上漲過快，系統(tǒng)堿液泡高控制在30mm，消泡時(shí)間<5S，壓差超標(biāo)時(shí)及時(shí)加入消泡劑進(jìn)行處理。

通過采取以上應(yīng)對措施，目前基本解決了制約脫碳系統(tǒng)滿負(fù)荷生產(chǎn)的瓶頸問題，確保脫碳裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]何歡.脫碳系統(tǒng)問題分析及整改措施[J].化肥設(shè)計(jì)，2014（02）：

50-53.

作者簡介：張飛躍（1983-），男，寧夏銀川人，本科，中級，研究方向：煤化工生產(chǎn)運(yùn)行管理。