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        NHD脫碳系統(tǒng)阻力增加原因及消除方法

        2014-08-15 00:51:32李小玲青島科技大學(xué)山東青島
        化工管理 2014年6期
        關(guān)鍵詞:列管管程殼程

        李小玲(青島科技大學(xué) 山東 青島)

        一、NHD脫碳系統(tǒng)介紹

        1.產(chǎn)品及生產(chǎn)原理

        我公司年產(chǎn)24萬噸合成氨凈化裝置采用德士古氣化壓力為3.8MPa水煤氣氣頭,采用中變串低變?nèi)儞Q、NHD脫硫、脫碳、甲烷化精制的工藝流程。其中脫碳系統(tǒng)采用NHD物理吸收法,利用NHD溶液(聚乙二醇二甲醚溶液)在-10℃左右時對CO2的選擇性吸收,使脫硫氣中的CO2濃度由35.7%降到0.3%以下。

        2.流程簡介

        來自脫硫工段的脫硫氣分兩路并聯(lián)進(jìn)入氣體換熱器A、B管程,與殼程氣體換熱后,溫度降至2℃左右進(jìn)入脫碳塔,氣體自下而上與從塔頂來的NHD溶劑逆流接觸,氣體中的CO2被溶劑吸收。從塔頂出來的凈化氣含CO2%0.3%(V)經(jīng)分離器除去少量霧沫夾帶的NHD后,凈化氣進(jìn)入氣體換熱器A殼程,溫度升至25℃左右,凈化氣去甲烷化工段。脫碳低壓閃蒸氣(≥98.5%的二氧化碳)進(jìn)入氣體換熱器B殼程與管程脫硫氣換熱升溫后送尿素。

        二、NHD脫碳系統(tǒng)阻力增加原因分析及危害

        1.原因分析

        (1)流程設(shè)置不合理。系統(tǒng)自開車以來,脫硫氣量達(dá)到100000m3/h時,脫碳系統(tǒng)阻力高達(dá)0.2MPa。經(jīng)現(xiàn)場測量分析,發(fā)現(xiàn)脫碳系統(tǒng)阻力主要集中在氣體換熱器。利用檢修機會對兩臺氣體換熱器封頭拆下后發(fā)現(xiàn),列管及管箱內(nèi),大面積結(jié)冰。

        (2)氣量分配不均。由于氣體換熱器A為脫硫氣與脫碳?xì)鈸Q熱、氣體換熱器B為脫硫氣與二氧化碳?xì)膺M(jìn)行換熱,脫硫氣溫度為30℃左右,脫碳?xì)饧岸趸細(xì)鉁囟染?14℃左右。由于氣量及氣體成分差異,通過脫硫氣進(jìn)兩臺氣體換熱器入口閥進(jìn)行換熱氣量控制。若其中一臺溫度低于0℃,導(dǎo)致列管內(nèi)水逐漸結(jié)冰,直至列管堵死,阻力增加。

        (3)操作原因 。系統(tǒng)在大減量低氣量運行中,負(fù)荷降低但是氨冷凍制冷效果較好,NHD貧液溫度溫度過低至-17℃,長時間造成氣體換熱器A、B出口脫硫氣溫度都低于0℃,造成氣體換熱器管程結(jié)冰,阻力增加。

        2.危害

        (1)換熱管堵塞造成阻力增加,氣體換熱器換熱面積減少,影響產(chǎn)能。

        (2)同時,出脫硫的氣體溫度在30℃左右,由于換熱器列管堵塞,經(jīng)氣體換熱器換熱后的脫硫氣溫度較高,導(dǎo)致進(jìn)塔氣分離器分離出的水較少,而直接代入脫碳系統(tǒng),進(jìn)而造成脫碳水含量高,溶液水平衡失調(diào),嚴(yán)重影響系統(tǒng)加量,及脫碳指標(biāo)。

        (3)脫碳系統(tǒng)水含量嚴(yán)格控制在3%左右,由于水平衡失調(diào),脫碳水含量明顯增高。脫碳系統(tǒng)多為為碳鋼設(shè)備,脫碳塔填料亦為碳鋼扁環(huán)。氣體中含有硫化物,在過多水的作用下,嚴(yán)重腐蝕碳鋼設(shè)備、管線及填料。

        三、解決NHD脫碳系統(tǒng)阻力大的方法

        (1)實施一:改變氣體流程,預(yù)防列管內(nèi)積水

        ①將氣體換熱器出口封頭旋轉(zhuǎn)180°,使脫硫氣出口由原來的上進(jìn)上出,改為上進(jìn)下出。

        ②流程改變后,將氣體換熱器管程進(jìn)口一端適當(dāng)抬高,預(yù)防列管內(nèi)積水結(jié)冰。

        (2)實施二:嚴(yán)格操作,制定操作方案。

        氣量正常時,氣提塔底貧液溫度控制在-12~ -14℃之間,用E6401 B入口脫硫氣閥調(diào)節(jié),使氣體換熱器A及B出口脫硫氣溫度均在0℃以上,同時溫差小于2.5℃,定時排放脫碳塔前分離器,提高脫碳?xì)馓岬獨饬髁?,保證脫碳溶液水含量穩(wěn)定。

        (3)實施三、系統(tǒng)不停車,在線疏通。

        利用系統(tǒng)大減量的情況進(jìn)行氣體換熱器在線疏通。系統(tǒng)大減量后,用現(xiàn)場氣氨閥逐漸提高氣氨壓力,提高脫碳系統(tǒng)溫度。當(dāng)脫碳?xì)鉁囟忍岣咧?℃以上,具備疏通效果,氣體換熱器前后壓差明顯降低,說明疏通成功,當(dāng)壓差降到一定程度不再下降,說明疏通完畢??梢曰謴?fù)系統(tǒng)正常生產(chǎn)負(fù)荷。

        四、效益分析

        改造費用:全部利用現(xiàn)有材料,施工費:6000元

        脫碳系統(tǒng)阻力消除:改造后系統(tǒng)阻力由原來的0.23MPa,降低至0.11MPa,系統(tǒng)可多加量6000m3/h,每小時約增加3.3噸合成氨。每噸氨的效益按100元計,則正常滿負(fù)荷生產(chǎn),生產(chǎn)滿負(fù)荷天數(shù)按150天計,則年效益為118萬元。

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