两洗工艺流程叙述

林德生产工艺流程叙述1、 原料气的冷却从变换来的压力3.0MPa、温度40°顷含H251.2%、N217.1%、CO229.7%、CO0.3%、H2S+COS1400PPm,水份0.25%（饱和水）的变换气85882Nm3/h和C01压缩机出来经E02水冷到38°C、压力3.09MPa的闪蒸气1030.4Nm3/h混合进入低温甲醇洗装置。由于洗涤是在低温下进行的，为防止气体中所带的水份因冷却结冰造成管道和设备的堵塞，因此在变换气冷却前要喷入642Kg/h、温度38C、压力4.19MPa的甲醇以捕集变换气中的水份，使甲醇水溶液的冰点降低。变换气进入E01挠管式换热器，被三股冷气体冷却到-19C、压力2.99MPa后进入D01分离器，出D01分离器的干燥的原料气进入甲醇洗涤塔T01。2、 原料气中CO2、H2S等组分的脱除甲醇洗涤塔T01分为两段，上塔的主要任务是脱除CO2及下塔未除净的H2S，由于甲醇对CO2的溶解度很大，虽然CO2的溶解热很小，但溶液温升仍很大，当温度升高时，CO2在甲醇中的溶解度会减少，不利于吸收，因此必须降低溶液温度，上塔又分为粗洗、主洗和精洗三段，加上下塔H2S吸收段共四段，进入甲醇洗涤塔T01的气体经过四段洗涤后，出塔气中CO2<20PPm、H2S+COS<0.1PPm、温度-49.7C、压力2.87MPa、含H273.3%、N224.4%、CO0.4%、Ar1.8%、气量59845Nm3/h的净化气经E03复热到-36.7C、压力2.80MPa，并经挠管式换热器E01进一步回收冷量后，气体温度升到30C、压力2.80MPa送甲烷化。进入甲醇洗涤塔顶部的温度-50.4C、压力2.87MPa的176.1t/h精甲醇经第四段洗涤CO2后溶液温度升高到-26.9C，为保证甲醇溶液的吸收能力，将197t/h溶液引入氨泠器E05冷却到-36C后进入第三段继续吸收CO2,溶液的温度又升高到-27.8C，将甲醇溶液207t/h引入挠管式换热器E06冷却到-38C后送到第二段继续吸收CO2,经第二段吸收后，溶液温度又升高到-25.9C，由于甲醇对H2S的选择性吸收能力比CO2要大得多，因此将第二段出来的已吸收了CO2的温度-21C、226t/h的甲醇溶液中的111t/h返回到第一段去吸收H2S。3、 富液的闪蒸及H2回收出T01上塔底部的-21C富CO2甲醇液，111t/h进入下塔脱除原料气中的H2S，另外的115t/h甲醇经挠管式换热器E07冷却到-32C，并经氨冷器E04进一步冷却到-36C，减压到1.0MPa后进入闪发罐D03闪蒸出溶液中的H2，闪蒸气514Nm3/h送入D04，闪蒸后的温度-35.8C、压力1.0MPa、115t/h的富含CO2的甲醇溶液经减压节流至0.20MPa，温度降至-47.7C后进入CO2再生塔T02上段顶部，出甲醇洗涤塔T01底部的温度-22.2C、压力2.93MPa、流量122.5t/h的富含CO2、H2S等的甲醇溶液经挠管式换热器E07冷却到-32C，并经E03用净化气进一步冷却到-36C，减压到1.0MPa后进入闪发罐D04,D03闪蒸出来的气体和D04闪蒸出的气体汇合后经C01压缩机压缩和E02水冷后含H232.8%、CO250.4%、气量1030.4Nm3/h，压力3.09MPa的气体与变换送来的原料气混合并经喷淋甲醇捕集水份后进入E01，D04闪蒸后的溶液经减压节流至0.2MPa，温度降至-56C，流量118t/h进入T02塔上段中部（由于H2在甲醇溶液中的逆溶解性,即温度降低,溶解度减小,因此要降温才能闪蒸出更多的H2,H2闪蒸出来后一是提高了原料的利用率，二是提高了CO2纯度）。4、 CO2的解析和H2S的浓缩一般一座甲醇洗涤塔就可以将原料气中CO2和H2S洗涤干净，应该说洗涤过程是简单的，可是溶液的再生相当复杂，溶液再生时一是要获得一定数量的高纯度的CO2,二是要将H2S浓缩到一定浓度以满足硫回收装置的要求。因此再生系统一般设有CO2再生塔、N2气提塔（又叫H2S浓缩塔）、甲醇再生塔和甲醇--水分离塔。T02塔分为上、下两段，上段是CO2再生塔，下段是氮气气提塔，上、下两段完全隔开，从D03送入T02上段顶部的无硫甲醇溶液经减压解析出CO2后的温度-47.7C、压力0.2MPa的105t/h甲醇溶液由于不含H2S,将其中的63t/h送入上塔去吸收解吸的CO2气体的H2S，以确保产品CO2气中的H2S+COS的含量<20PPm,另外的42t/h送往下塔氮气气提塔，用来吸收气提尾气中的H2S,以确保尾气中的H2S+COS的含量<5PPm,上塔解析出CO2气后温度-48.9C、压力0.18MPa的163t/h的甲醇溶液送入下塔上部用N2气提，上塔底部的188t/h、温度-27C、压力0.20MPa的甲醇溶液送往下塔。仅仅靠减压再生出的CO2气量远远不能满足联碱生产所需的气量17000Nm3/h，还必须采用加热的方法，即热再生，因此从下塔中部抽出197t/h，温度-52C、压力0.18MPa的溶液经P01泵加压至0.7MPa经E08加热到-40.5C并减压到0.22MPa后进入挠式换热器E06与T01三段出来的甲醇溶液换热，温度升至-34C后进入D02闪发罐闪蒸出9615Nm3/h的CO2。这一部分温度-40C、压力0.21MPa的CO2直接送往T02塔上段下部，D02闪蒸出的温度-33.5C、压力0.215MPa的193t/h甲醇溶液经P02泵加压到0.57MPa后进入挠管式换热器E07与T01塔一、二段出来的溶液换热后，温度升到-23.8C、压力0.57MPa送入上塔底部，经过减压和加热再生，从T02塔顶部出来的CO2气量为17176Nm3/h、温度-48.8C、压力0.18MPa送往E01挠管式换热器复热到30C后送联碱。由于从上塔顶部分流出63t/h甲醇洗涤CO2气中的H2S，因此产品CO2气中的H2S+COS<20PPm。出T02塔下段底部的富含H2S的甲醇溶液温度-30.9°C、压力0.18MPa、流量181t/h经P03泵加至1.12MPa后经F01过滤器过滤，挠管式换热器E09加热到0.9C,经E20加热到30C，并减压节流至0.3MPa、30C后进入氮气气提塔T06，经减压后闪蒸出的261Nm3/h二氧化碳气送往T02塔上塔底部。气提采用空分送来的压力0.4MPa、温度40C的氮气，806Nm3/h从T06塔底通入，另外1366Nm3/h的N2送往T02下塔底部气提，出T06塔的气提气送往T02塔的下塔底部作为气提气。5、 甲醇溶液的再生和富H2S气体的获得出T06气提后的温度27C、压力0.20MPa的177t/h甲醇溶液经泵P05加压到1.2MPa并经换热器E10加热到温度80C,压力1.20MPa，减压节流至0.3MPa，79C后进入甲醇再生塔T03的上部，T03塔的塔底采用5.3t/h、温度143C、压力0.39MPa的饱和蒸汽通过煮沸器E12加热，出T03温度96C的精甲醇溶液经E10冷却到44C后进入贫甲醇贮罐D06,温度43.8C、压力0.12MPa的177t/h的精甲醇经P04泵加压到4.2MPa，经E11水冷到38C，其中的642Kg/h送挠管式换热器E01前喷入变换气中，剩下的176t/h经E20冷却至8.6C，再经E09冷却到-23.8C，经氨冷器E13A.B冷却至-36C，经E08冷却至-50.4C，压力2.87MPa进入甲醇洗涤塔T01顶部。出T03塔底部的另一股流体温度95C、压力0.246MPa的29.7t/h精甲醇经泵P06加压到0.7MPa后经过滤器F02过滤，其中的27.4t/h返回到E10的入口与出T03塔的另一股精甲醇混合并经冷却后去T01，另外的2.3t/h经E18冷却到温度65C、压力0.47MPa送往甲醇——水分离塔T04作为顶部回流液。出T03塔顶部的混合气体温度88.1C、压力0.29MPa、含CO2、H2S和甲醇蒸汽约3007Nm3/h经水冷器E15水冷到38C后进入分离器D07,分离出来的甲醇溶液3.55t/h经回流泵P07加压后送往T03塔顶部作回流液，D07分离器出来的气体530Nm3/h以E16冷却到28.8C，经氨冷器E17冷到-34C后进分离罐D08,D08分离出来的140Kg/h的甲醇送往T02塔底部与T02塔出口的甲醇混合进泵P03，D08分离出的温度-34C的458Nm3/h含N2：8.8%、CO2：67.4%、H2S：23.4%的气体经E16加热到30C后，其中的200Nm3/h经压缩机加压后送往变换，另外258Nm3/h送往硫磺回收。6、 甲醇/水分离从D01分离器底部排出的762.5Kg/h、温度-19C的甲醇水溶液经E18预热到66C，并经减压后进入甲醇一水分离塔T04。从尾气洗涤塔T05塔底出来的温度13.4C，含水99.8%，含甲醇0.12%的洗涤水经泵P08加压至0.65MPa后经E19换热预热至96.4C后送往甲醇——水分离塔T04中部，出T04塔顶部的温度97.6C、压力0.31MPa的2.7t/h的甲醇蒸汽直接送往T03塔的中部，出T04塔底部的温度139.8C、压力0.34MPa的1.49t/h的水经E19换热器冷却至50C后排放，T04塔的底部采用2.1t/h的175C、0.9MPa的饱和蒸汽通过煮沸器E14加热。7、 尾气的洗涤从T02塔下塔顶部出来的-51.2C、压力0.18MPa，含N220.2%、CO279.8%的尾气10371Nm3/h进入挠管式换热器E01加热至36C后与少量的CO2放空气一起送往尾气洗涤塔T05底部，用锅炉送来的温度40C、压力4.8MPa经减压至0.12MPa水洗涤，除去气体中的甲醇，出塔尾气温度16C、压力0.12MPa，其中含N219.8%、CO278.4%，气量10561Nm3/h去放空。8、 新鲜甲醇的补入和废甲醇的回收利用为保证系统甲醇的需要，本工号设有甲醇贮槽D10和相应的泵P10，D10容积约450m3，供系统补充甲醇之用。当开车充甲醇或正常运行时需向系统补入甲醇时，启动P10将甲醇注入D06或T02塔塔底；工号停车时，可将甲醇排往D10甲醇贮槽。为了方便检修时各塔和管线设备中的甲醇排放，设有地下甲醇罐D09，容积约10m3，并配有泵P09。分子筛吸附分子筛吸附原理吸附是一种把气态或液态物质（吸附质）固定在固体表面（吸附剂）上的物理现象，这种固体（吸附剂）具有大量活性表面的微孔，吸附质的分子受到吸附剂表面引力作用，从而固定在上面。吸附引力的大小取决于：•吸附剂表面的构造（微孔率）；•吸附质的分压；•吸附时的温度。•与制作吸附剂的材料性质也有关。吸附伴随着放热，是一种可逆的现象。类似于凝结：•如果增加压力，吸附能力增加；•如果降低温度，吸附能力增加。因此，在吸附时，要使压力升到最高，温度降到最低。解吸时，则要使压力降到最低，温度升到最高。分子筛工艺流程的描述流程图见PFF11及PFP4301/4302本装置设置分子筛目的在于除去经低温甲醇洗后的合成气中微量的甲醇和CO2。离开低温甲醇洗装置的净化合成气流经可切换的工艺气体吸附器Z04301A或Z04301B，甲醇和CO2即被脱除到小于O.lppm。此举是为了防止液氮洗装置结冰而堵塞管道。两个吸附器中，一个进行吸附，另一个进行再生。吸附器用低压氮气加热来再生，再生后的氮气含有甲醇和CO2，作为H2S富聚塔C04203的汽提氮气，这样微量的甲醇就返回到甲醇回路。再生氮气加热器使用中压蒸汽作为热源。为了防止热氮气在再生阶段进入低温甲醇洗，在将再生后氮气送入低温甲醇洗装置作为汽提氮气之前，在E04302中用循环水进行冷却。分子筛系统的操作分子筛由控制单元KY43200程序自动控制，分为切除泄压、预热、加热、预冷、均压、冷却备用几个步骤。程序中设置了许多压力、温度和时间的连锁，条件不满足时程序将保持，此时可以通过手动干预，排除故障后投入自动运行。吸附周期约为24小时，加热和冷却时间各约6小时。对于分子筛再生的氮气，要加热到约220^，水冷后送到RWU作气提氮气（最大约9,000Nm3/h）用，在加热时蒸汽最大消耗量为1,400kg/h。再生后的氮气和RWU汽提氮气混合去C04023。吸附器减压的弛放气直接送到冷火炬，一般此股气体不作为燃料气回收，因为每24小时仅有20分钟的峰值。3.1切除泄压过程分子筛吸附末期就需要再生，再生前需要先将系统的压力降到接近再生氮气的压力，约6.5bar。以再生Z04301A为例，先打开KV43021，KV43022将Z04301B并入系统，Z04301B投用正常后，程序关闭KV43011（简称KV11）和KV43012（简称KV12），将Z04301A隔离，泄压通过阀门PV43018（简称PV18）控制，气体送去冷火炬，达到条件时阀门自动关闭，泄压过程约30min。3.2预热加热再生过程泄压结束后程序自动打开KV43014（KV14），约1min后KV13打开，同时来自空分的常温氮气（约40°C）通过TIC43002B（旁路），直接预热分子筛，再生后气由TIC43003控制，低于水温时旁通水冷器，一定时间后再生气被加热通过分子筛，此时时要通过水冷器E04302降温，然后被送去C04203气提。当分子筛出口气达到200C时，再生步骤结束，此过程需要大概时，再生步骤结束，此过程需要大概6h。3.3预冷过程加热再生步骤结束程序自动将阀门TIC-43002A关闭，B阀打开，其它阀门保持，用常温氮气冷却，又称为冷吹，当出口温度达到设定值时，冷吹结束，此过程大概需要6h。3.4充压冷却过程冷吹结束后，程序将阀门KV43013和KV43014关闭，1min后充压阀PV43027打开均压，大概30min后压力达到30.8bar，满足两床的压差条件时，充压结束，用冷合成气继续冷却，程序控制关闭充压阀，打开KV43012，KV43016打开5%，3.5h后开至10%，3h后开至50%，大概30min后降温结束，关闭KV43016备用。分子筛的常见故障和运行监测分子筛吸附器常见故障有:⑴、由于分子筛运行和再生时温差很大，高达270r，热胀冷缩容易造成法兰等接口处密封不好，可燃气体泄露造成火灾；⑵、热胀冷缩容易造成换热器等位置内漏，水进入系统造成吸附剂粉化，更严重的是在氮洗系统结冰，造成设备损坏；⑶、阀门内漏，易造成再生条件不满足，程序停止执行；⑷、分子筛装填质量不好，篦子板或滤网损坏造成填料漏出堵塞设备；⑸、由于吸附器切换阀内漏，造成分子筛粉化严重，分子筛粉末被原料气带入冷箱或被再生氮气带入甲醇洗单元，造成管道、换热器、阀门、仪表堵塞，机泵机封损坏；分子筛过滤器被粉尘堵塞，造成系统压差增大，能耗增加，同时由于吸附器床层减薄、分子筛填充量减少造成吸附容量减少，使床层容易被击穿，吸附器出口原料气CO2含量超标威胁装置安稳运行。分子筛吸附器在使用和再生过程中，通常需要对其压力、进口和出口温度以及出口过滤器前后压差加以监控。在吸附过程中，由原料气进出吸附器温度变化所形成的两条曲线被称为''吸附温度曲线〃；在再生过程中，有再生氮气进出吸附器温度变化所形成的两条曲线被称为''再生温度曲线〃。分子筛吸附器运行的好坏，都会在其温度曲线上有所体现。因而，在分子筛吸附器的工作过程中，加强现场巡回检查，认真检查和分析压力、温度曲线等参数变化，准确判断分子筛的运行情况，并根据判断结果及时采取预防和应对处理措施，便能避免造成更大损失，具有很重要的现实意义。四、液氮洗低温甲醇洗工序送出净化气其组成为：由于合成触媒要求CO+CO2等含氧化合物当量氧V10PPm,故气体在入合成塔之前，必须将CO等含氧化合物清除，脱除净化原料气中CO的方法主要有化学法和物理法两种。化学法常用的是铜洗法和甲烷化法；物理法常用的是液氮洗涤法。1.氮洗气的组成及其性质来自低温甲醇洗工序的净化气，被分子筛处理过，吸除了微量的甲醇和CO2故又称为氮洗气，其组成和各组分的冷凝温度见下表：分析上表组分可知，氮洗气中的氢氮气可作为合成氨的原料气，一氧化碳是氨合成催化剂的毒物，是必须清除的物质，而甲烷、氩虽对合成触媒无毒害作用，但因其在合成回路中循环会降低合成氨的合成率及增加能耗，应加以清除。液氮洗原理众所周知，物质均具有气、液、固三种聚集状态，氮洗气中各组份也不例外。在常温常压下，它们呈气态，在101.3kpa下，氢被冷却到20.3K(-252.73°C)，氮被冷却到77.4K(-195.65D，CO被冷却到81K(-192.00C)，甲烷被冷却到111.6K(-161.4C)，Ar被冷却到87.3K(-185.7C)时它们分别都变成液态，当用液氮来洗涤净化气时，其中的H2冷凝温度很低，仍呈气态存在，从而达到分离的目的，这就是氮洗除去CO、CH4、Ar的理论基础。进一步分析，液氮洗涤在除去CO的同时，亦将CH4、Ar予以清除，这对提高氨的合成率和避免CH4、Ar在合成回路中循环累积，减少动力消耗无疑作用巨大。液氮洗涤是利用空分装置所得到的高纯氮气，在氮洗塔中吸收氮洗气中少量CO的分离过程。液氮由塔顶加入，氮洗气由塔底通入，进行逆流操作。在洗涤过程中，由于CO、CH4和Ar的冷凝温度都比氮高，因此，当这些组分气体与低温液氮接触，温度降低而被冷凝下来，溶解在液氮中，在塔顶得到纯净的氢氮气。液氮洗的特点3.1氮洗气各组分的冷凝温度与气体的压力有关根据这个表的数据可以看出：压力提高，冷凝温度也升高，即可在较高温度下冷凝，但冷凝温度的提高，并不与压力的增高成正比。此外，还应该注意到，会使设备结构复杂，并且氢在冷凝液中的溶解损失增加。因此，一般操作压力采用中压法。3.2氮洗气是多组份混合物，对于多组分混合物，其每一组分的冷凝温度同该组分的气体分压相对应。这样，每一组分的冷凝温度既受气体总压影响，又受成分变化影响。将一定组成的氮洗气逐渐冷却时，冷凝温度高的组分先冷凝，随着温度的继续降低，冷凝温度低的组分也逐步冷凝，温度愈低，各组分冷凝为液体所占的比例愈大。对于多组分混合物，其冷凝特点同纯组分时比较，是有差异的。如：一些组分，虽未达到纯组分时的冷凝温度，但仍会有一部分冷凝下来，液氮洗涤中的氢损失便属于这种情况。林德液氮洗工艺描述分子筛吸附之后，净化气进入液氮洗装置的低温段，这是一个封闭的冷箱，用于将渗透热降到最低。在原料气/高压氮气冷却器E04304和原料气/高压氮气冷却器E04305中，原料气被产品物流冷却，然后进入氮洗塔C04301o在C04301中，杂质如Ar、CO和CH4被液氮洗去。这些杂质同小部分H2溶解在塔底部的物流中，约含15%N2的净化气体从塔顶部离开。洗涤工艺和校正氨合成气中氢氮比所需的氮，以常温进入氮洗装置，在高压氮气冷却器E04303和E04304中与冷物流换热后冷却下来。在E04303的下游，氮气被分成两股，一股在换热器E04305中被冷物流进一步冷却后作为洗涤介质送到氮洗塔C04301塔顶。在混合器SP04301中另一股氮气加入到从塔C04301的顶部出来的经过E04305复热后的净化氢气中（在SP04301下游的合成气的氢氮比仍高于3:1）。合成气在E04304中复热后被分为两股，一股送到低温甲醇洗装置的E04218和E04202回收冷量，另一股通过E04303复热。两股物流在被复热后合并离开装置，直接用高压氮气为冷箱外面的汇合的合成气对H2：N2比进行微调。离开氮洗塔C04301底部收集槽的液体膨胀到中压进入H2分离罐D04301。闪蒸气在E04305、E04304和E04303中被加热后通过低温甲醇洗装置的循环气压缩机K04201压缩返回到原料气中以提高H2回收率。分离罐D04301收集槽的液体再被膨胀到低压后在E04305、E04304和E04303中复热。这股气体离开冷箱后可用作燃料气。补偿制冷损失所需的低温效应可以通过向净化氢气中喷入氮气来获得。这种结果使氮气的分压从33.6bara降低到约为合成气压力的四分之一，这种制冷与焦汤汤姆逊膨胀制冷是类似的。这种制冷方式属林德公司所有并受专利保护。通过膨胀和蒸发分离罐D04301来的液体获得进一步的制冷由于原料气压力相对较低，通过上述制冷效应还不能为低温分离供足够的冷量。因此，还必须补充液氮，在E04305的交叉流动段蒸发，产生的气相与液相分离，并在换热器E04305、E04304、E04303中复热。复热后的纯氮可排放到大气或用作冷箱连续置换气。为了减少冷箱内设备的存量，还必须提供一个排污罐D04302。冷液允许进行蒸发后排到冷火炬总管，蒸发气在到火炬之前喷入蒸汽将气相温度提高，在事故时，可由安全阀直接排放到相应的冷或热火炬总管，冷火炬总管到火炬燃烧前用蒸汽加热。林德液氮洗相关物流参数①出液氮洗装置的净化气指标H2-含量75mol%N2-含量25mol%CO+O2-含量£5vppmAr+CH4-含量£20vppm压力28.5bar(a)温度30°C流量待定氢氮比将在2.9-3.1之间调整液氮洗来的尾气压力2bar(a)温度30C液氮(LIN)纯度399.99mol%O2-含量£10vppm压力〉2.5bar(a)温度饱和温度在液氮洗界区可获得的最大液淡压力为4.2bar(a).公用工程条件6.1甲醇(在低温甲醇洗中作为溶剂)最低质量要求 '、A级〃典型规格：压力0.3MPa(a)温度环境比重0.791-0.792g/ml质量：沸程64.0-65.5°C(>60mmHg)蒸馏能力min98mlH2Omax0.1%游离甲酸max15ppm游离氨max2ppm甲醛max20ppm蒸发残渣max10ppm乙