黃 靜

(中國石油化工股份有限公司湖北化肥分公司， 湖北枝江 443200)

1 概述

中國石油化工股份有限公司湖北化肥分公司凈化裝置于2003年投入建設(shè)，2006年底建成投產(chǎn)，主要由變換、低溫甲醇洗、新冰機(jī)、硫回收和甲烷化5個(gè)工序組成[1]。其中低溫甲醇洗裝置采用德國LURGI公司的專利技術(shù)[2]，主要通過硫化氫吸收塔、二氧化碳吸收塔、中壓閃蒸塔、熱再生塔、甲醇水精餾塔以及部分換熱器、機(jī)泵等設(shè)備對變換氣中酸性氣體進(jìn)行連續(xù)脫除[3]，設(shè)計(jì)處理變換氣體積流量為188 642 m3/h。為滿足年產(chǎn)20萬t乙二醇的需求，先后對原有低溫甲醇洗裝置進(jìn)行數(shù)次規(guī)模性改造。

1.1 冷量回收優(yōu)化改造

冷量回收優(yōu)化改造項(xiàng)目如下：

(1) 將變換氣/凈化氣換熱器(E2201)更換為三相組繞管式換熱器，回收兩股低溫氣體(尾氣、二氧化碳)的冷量，從而降低低溫甲醇洗入口的凈化氣溫度。

(2) 對低溫甲醇洗裝置腐蝕較為嚴(yán)重的管線和設(shè)備部件，進(jìn)行材質(zhì)更換，改為耐腐蝕性更強(qiáng)的不銹鋼(304L)材質(zhì)[4]，避免管線和設(shè)備腐蝕造成裝置停車。

(3) 優(yōu)化甲醇水分離流程，即將二氧化碳吸收塔給料泵(P2204A/B)外送甲醇抽出一股后送至甲醇水分離塔(C2206)塔頂，加快除水速度。

1.2 低甲半貧液改造

為降低系統(tǒng)消耗，引入半貧液循環(huán)，改造項(xiàng)目如下：

(1) 新增半貧液汽提塔、換熱器，減少系統(tǒng)貧甲醇循環(huán)量，降低系統(tǒng)消耗，從而保證操作負(fù)荷。

(2) 調(diào)整部分流程管道布置，對系統(tǒng)過濾器進(jìn)行移位。

1.3 富甲醇/貧甲醇換熱器(E2215)擴(kuò)能改造

為確保E2215整體換熱效率，在E2215前新增1臺繞管式富甲醇/貧甲醇換熱器(E2230)，保證裝置的高負(fù)荷運(yùn)行。

重點(diǎn)介紹從再吸收塔(C2204)到熱再生塔(C2205)部分的工藝流程改造及優(yōu)化。從C2204出來的富H2S甲醇溶液經(jīng)C2205給料泵(P2203A/B)加壓，E2215A-H管程換熱升溫后，進(jìn)入C2205頂部進(jìn)行熱閃蒸，其中C2204底部液位由C2205頂部閃蒸段富含H2S的甲醇溶液流量調(diào)節(jié)閥控制。為保證甲醇溶液的清潔度，在E2215出口至流量調(diào)節(jié)閥之間的管線內(nèi)增設(shè)甲醇過濾器(D2211)及其旁路，過濾甲醇溶液中夾帶的雜質(zhì)。甲醇物料從C2204到C2205的流程見圖1。

C2204—再吸收塔； C2205—熱再生塔； P2203A/B—熱再生塔給料泵； E2215A-H—富甲醇/貧甲醇換熱器； D2211—甲醇過濾器。

2 存在問題及原因

改進(jìn)低溫甲醇洗流程后，運(yùn)行期間又陸續(xù)出現(xiàn)各種問題，如E2215內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重影響換熱效率，原料氣中N2含量偏高引起系統(tǒng)溫度偏高，過濾甲醇里攜帶焦粉以及細(xì)小固體顆粒物，導(dǎo)致E2215殼側(cè)通道堵塞，嚴(yán)重影響裝置的高負(fù)荷運(yùn)行。

原有甲醇物料流程換熱效率不高，甲醇潔凈度不夠，需要對流程進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。

3 處理措施

3.1 新增E2230

2017年，通過比對近幾年運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)貧甲醇出口溫度大大上升，同時(shí)在對E2215A進(jìn)行抽芯清洗后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重，這大大降低了換熱器的換熱效率。為保證E2215A的換熱能力，新增1臺E2230，并與低甲半貧液改造項(xiàng)目同步設(shè)計(jì)、施工、投運(yùn)。新增E2230流程見圖2。

C2204—再吸收塔； C2205—熱再生塔； P2203A/B—熱再生塔給料泵； E2215A—H-富甲醇/貧甲醇換熱器； E2230—貧/富甲醇換熱器； D2211—甲醇過濾器。

3.2 低甲半貧液流程優(yōu)化改造

2018年，因原料氣中N2含量高于設(shè)計(jì)值，系統(tǒng)溫度偏高，同時(shí)部分換熱器換熱效果不能滿足設(shè)計(jì)要求，擴(kuò)能改造半貧液流程項(xiàng)目如下：

(1) 在貧甲醇出E2230后增加氨冷器(E2232)，設(shè)計(jì)負(fù)荷為657.3 kW。

(2) 在貧甲醇出E2215E后增加水冷器(E2231)，出口進(jìn)貧/富甲醇換熱器(E-2215D)，水冷器設(shè)計(jì)負(fù)荷1 269.8 kW。解決了系統(tǒng)溫度偏高和冷量不足的問題。新增E2232、E2231流程見圖3。

C2204—再吸收塔； C2205—熱再生塔； P2203A/B—熱再生塔給料泵； E2215A-H—富甲醇/貧甲醇換熱器； E2230—貧/富甲醇換熱器； E2232—氨冷器； E2231—水冷器； D2211—甲醇過濾器。

3.3 新增自動(dòng)反清洗過濾器

2021年大檢修開車后，5月時(shí)，低甲循環(huán)出現(xiàn)甲醇流通不暢的問題，凈化氣出口微量超標(biāo)，負(fù)荷提升受阻。排查原因?yàn)镋2230殼側(cè)焦粉集聚，堵塞通道，導(dǎo)致低甲循環(huán)受阻。為保證循環(huán)甲醇的清潔度和低溫甲醇洗的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)一步優(yōu)化流程，在E2230前新增兩臺可切換自動(dòng)反清洗過濾器(D2211A和D2211B)，過濾甲醇攜帶的焦粉以及細(xì)小固體顆粒物，保證裝置整體負(fù)荷。新增過濾器D2211A和D2211B流程見圖4。

C2204—再吸收塔； C2205—熱再生塔； P2203A/B—熱再生塔給料泵； E2215A—H-富甲醇/貧甲醇換熱器； E2230—貧/富甲醇換熱器； E2232—氨冷器； E2231—水冷器； D2211A/B—自動(dòng)反清洗過濾器。

4 結(jié)語

通過優(yōu)化低甲流程中C2204到C2205這一段甲醇物料流程，包括在E2215前新增E2230，提升換熱效率；對原有低甲半貧液流程進(jìn)行優(yōu)化，通過在貧甲醇出E2230后增加氨冷器E2232，在E2215E后增加水冷器E2231，解決了系統(tǒng)溫度偏高的難題；在E2230后增加D2211A和D2211B，過濾出甲醇中夾帶的焦粉以及細(xì)小固體顆粒物，保證甲醇的潔凈度，保障裝置高負(fù)荷運(yùn)行。