降低脱碳CO2微量研究与实施.pdf

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1、·30·化工设计通讯ChemicalEngineeringDesignCommunications第38卷第2期2012年4月降低脱碳C02微量研究与实施许茂深(中海石油化学股份有限公司,海南东方572600)摘要:通过对合成装置脱碳系统2003年原始开车以来存在问题的研究分析,采取积极的措施,使装置高负荷、低能耗运行。关键词:aMDEA;合成氨;脱碳系统;CO:微量中图分类号:TQll3.26+4文献标志码:B文章编号:1003—6490(2012)02—0030—04ResearchandMeasuresofReducingC02TraceinDe

2、carburizatiOnUnitXUMao—shen(ChinaBlueChemicalLtd.,DongfangHainan572600,China)Abstract:Analyzet№problemsindecarburizationunitofammoniaplantsincetheunitoriginalstart—upin2003,andtakepositivemeasurestomakeunitrunningwithhighloadandlowenergyconsumption.Keywords:aMDEA;ammonia;decarbu

3、rizationunit;C02trace富岛二期合成氨装置年产450kt,采用美国KBR(Kellogg&BrownRoot)公司深冷净化技术,其脱碳系统为两段吸收、两段再生的德国BASFaMDEA工艺。自原始开车以来,脱碳系统出口微量(CO:)最高达0.55%(设计0.05%),均值在0.35%,由此增加了装置能耗,制约了装置负荷的增加。该脱碳工艺流程如图1。图1富岛二期脱碳系统流程简图121D一吸收塔;163D一高压闪蒸罐;122Dl~低压闪蒸罐;122D2一贫液再生塔llloc一锭液冷却器}112C~贫液半贫液换热器l脱碳出口微量高对系统的影响

4、合成装置脱碳单元主要功能是脱除合成气里的COz,未脱除的CO:进入甲烷化系统,在甲烷化炉中与氢l:4反应生成甲烷,造成系统能量和氢损失;在满负荷工况下,根据物料平衡收稿日期:2012—02—20作者简介:许茂深(1980一)。男。河南商丘人,化工工艺工程师,曾参加富岛二期原始开车,现从事合成氨技术管理工作。第2期许茂深:降低脱碳C02微量研究与实施·31·图,脱碳系统出口微量每增加0.1%(摩尔百分比),则每小时约少产416kg氨,一年按330d计算,则每年少产3294.7t氨;现运行装置出口CO。微量均值在0.35%,比设计值高出了0.3个百分点,则

5、系统年(330d)少产氨9884。1t,损失超过2500万元。深入分析微量高的原因,并采取积极措施势在必行。2脱碳出口微量高原因分析及措施对脱碳系统近几年运行工况进行研究分析,得出脱碳出口微量高的主要原因在于贫液量下降和溶液吸收效果差。针对以上原因,我们采取了积极有效的措施,并取得了较好的效果。具体分析如下。2.1贫液量下降贫液量下降的主要原因是贫液泵入口板式过滤器112C堵塞所致。112C为半贫液~贫液波纹板式换热器,2003年至今.112C共严重堵塞4次.其中,2011年2月堵塞最为严重,贫液量由正常值的450t/h下降到了368t/h,负荷被迫从

6、97%下降到了88%,严重影响了系统的运行。2011年3月份装置小修,经过解体检查,发现112C两侧结垢十分严重,特别是在贫液进口,几乎全部堵塞。不仅影响了板式换热器的换热效果,更增加了贫液流通阻力。’对112C堵塞物进行分析,垢样分析结果如表1。表1垢样分析结果(采样时间2011年4月21日;报告时间2011年4月26日)从分析结果可以看出,112C结垢物的主要成分为41.72%的Fe203、26.98%的Si0。、20.58%的Nio,以及23.82%的有机物。aM—DEA是一种无腐蚀偏碱性的溶剂,Fe3+来自何处呢?经研究,主要源于高变铁基催化剂

7、和溶液两相流对管道以及阀门的冲刷。在装置开停车时,低变从系统中隔离出来,工艺气经高变直接进入脱碳系统,含有大量Fe3+的催化剂粉尘进入脱碳系统并累积;而脱碳系统采用了大量的碳钢管道,大循环量(3500t/h)和高流速的溶液通过阀门减压后形成两相流,对管线产生了冲刷腐蚀,也形成了大量的铁锈。为什么堵塞物中存在那么多的SiO。?为了控制尿素脱氢反应器的温度,合成装置加入超过设计值(260ml/d)10.7倍的消泡剂,而消泡剂是一种粘稠性的改进型SiO:悬浮物.过量消泡荆的加入,其又不易降解和过滤,在系统中累积。NiO主要来自转化催化剂。Fe:0。、Ni0为

8、什么会在112C中沉积呢?分析原因,主要有:一是贫液通过112C进入110C主要是靠重力流动,

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