浅谈神华煤直接液化装置循环氢气系统的条件优化.pdf

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1、第9期郭运超。等：浅谈神华煤直接液化装置循环氢气系统的条件优化·109·浅谈神华煤直接液化装置循环氢气系统的条件优化郭运超，张洪伟，王喜武(中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯017209)摘要：通过对循环氢处理系统和循环氢补入系统中膜分离的优化和膜分离压缩机的优化，进而提高循环氢气气量、循环氢气纯度、循环氢气稳定性，最大量回收废氢，降低补充氢量，提高了压缩机的运转周期。这些优化主要包括：提高膜分离处理能力、关闭压缩机旁路、降低膜分离氢气中煤粉颗粒和润滑油的含量、延长压缩机气阀寿命，从

2、而改善膜分离和膜分离压缩机的运行工况，最终提高膜分离压缩机的运行周期。关键词：煤直接液化；压缩机；膜分离；运行周期中圈分类号．TQ529．1文献标识码：B文章编号：1008—021X(2015)09—0109—04神华煤直接液化项目是全世界第一套商业化“煤直接液化”工程建设项，其主要工艺流程见图1。补充氮循环氯压缩黼尾气循环溶剂去制煤浆图1“煤直接液化”工艺流程图为保证反应器内的氢气分压。同时保证沸腾床内气、液、1循环氢气系统介绍N--相充分混合状态，设计补充氢气为180kNm’／h，循环氢循环氢气系统是由膜分

3、离旁路线、膜分离预处理、膜分气为140kNm’／h，循环氢气占全部混和氢气的近50％左离系统和膜分离压缩机构成，经过分离器分离出来的气相组右⋯。循环氢气系统的稳定性是悬浮床反应器达到有效混分经过膜分离预处理后得到合格的原料气，原料气进人膜分合的关键保证之一，而煤液化装置的循环氢气采用膜分离技离器中，根据对普里森膜渗透速率的不同，氢气快速渗透至术来分离轻烃，提高氢气纯度，高纯氢气从膜分离出来后，经渗透侧后，进入膜分离压缩机，经膜分离压缩机升压作为膜过膜分离压缩机升压并人系统，从而使得系统混合氢气总量分离氢气并入系

4、统。大幅增加。1．1膜分离系统因此增加氢气回收率，提高膜分离氢气量，可以有效减系统循环气以18．1MPa(g)压力进入膜分离界区，系统少氢气的补入量，降低生产成本，而提高氢气纯度，改善膜分设计有一条旁路直接将系统循环气与进压缩机的膜分离系离氢气介质的性质，也是保证膜分离压缩机稳定运行的关键统的第一级渗透气管线相连，以便在膜分离装置离线时，煤指标。同时膜分离氢气的增加或者减少都会影响悬浮床反液化部分仍然保持运行状态】。应器内液体的含量，从而影响后续分离器液位的稳定，继而进入膜分离界区，首先进行降温，然后进入除雾器

5、中除造成高温高压分离器液位控制阀磨损加快，所以循环氢气量去液体，再经过滤器过滤掉剩余液滴和煤粉颗粒固体后，再既是氢分压的保证，也是悬浮床反应器稳定乃至生产稳定的升温至79℃，达到进入膜分离的条件。关键之一。原料气在膜分离器中进行分离，膜分离器通过普利森中收稿日期：2015—02—05作者简介：郭运超(1985一)，河北保定人，助理工程师，主要从事煤直接液化生产工作。山东化工·l10·SHAND0NGCHEMICALINDUsTRY2015年第44卷空纤维膜将氢气与碳氢化合物及其它气体分离。这些纤维而由于所有气体

6、的氢气纯度下降，轻质烃类含量增加造成束装配在一个类似管壳式热交换器的设备中，以最小的设成其平均分子量增加，使得气体密度增加，流量计孔板两侧备容积提供最大的分离表面积。气体通过分离器的推动力的压差也会增大，最终导致流量计的显示值比实际偏大，从源自膜纤维外侧(壳程)的组分压力与膜纤维内侧(管程)的操作人员经验进行分析，增加3％的氢气浓度，气体流量表可组分压力差。当原料气从外侧(壳程)进入分离器，氢气比碳降低15kNm／h左右的显示值。氢化合物气体快速选择性渗透过膜。富氢气以较低的压力而且由于膜分离的特点，其中的c4

7、、C5组分比例分压降出分离器管程，根据原料气在中空纤维膜的渗透速率不同，低比较少，而c6组分分压反到有所增加，在温度降低至露点使得氢气快速渗透至低压侧，碳氢化合物则作为尾气经过减温度后，有可能凝析，或滞留在气阀上。实际拆检膜分离器压排人第二级膜分离器作为原料气，继续分离。时发现：部分膜分离器中存有煤粉颗粒；部分膜分离器中的而其中原料气与富氢气的隔离是通过外侧(壳程)与内中空纤维束的外表面已经由原来的浅黄色变成深黄色，甚至侧(管程)之见的正压，以压紧管束集合处密封胶垫，同时通深褐色；部分纤维束脆性折断。由于装置运

8、行初期，运行不过膜纤维的渗透减压，使得原料气不至于串人富氢气中，造稳定等因素导致膜分离旁路经常打开以维持膜分离压缩机成富氢气的氢气纯度降低。入口压力和循环氢气量，由于膜分离旁路线设计在膜分离预膜分离后的渗透气进入膜分离压缩机经过升压后作为处理以前，因此，部分轻质烃的液体和原料气携带的颗粒煤循环氢并人混合氢系统，因此膜分离系统运行效率直接影响粉，也被送入压缩机系统。渗透氢气的性质，从而影