CN106422672B - 一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法 - Google Patents

一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法,其特征在于包括下述步骤:来自上游粗合成气进入输送管道内,经HCN检测仪实时检测其中的HCN含量后进入原料冷却器Ⅰ,冷却后分离出凝液与循环气混合并喷入第一股防冻甲醇后再次冷却,然后进入合成气HCN洗涤器,被富CO2甲醇洗涤,然后进入洗涤塔,合成气上升过程中依次洗出H2S、CO2;产生的富CO2甲醇、富H2S甲醇被抽出分别送至中压闪蒸塔回收粗合成气后,送入H2S浓缩塔气提;富H2S甲醇进入热再生塔再生;再生后的贫甲醇从热再生塔底部排出后分为两股;第一股作为防冻甲醇,第二股送至所述洗涤塔;富HCN甲醇换热后,进入CO2闪蒸罐闪蒸。

Description

一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法
技术领域
本发明涉及到低温甲醇洗装置,具体指一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法。
背景技术
低温甲醇洗工艺被广泛应用在合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化中,该工艺利用甲醇在低温下对CO2、H2S等酸性气溶解度大的特性,吸收原料气中的酸性气体,低温甲醇经减压、气提、加热解吸后可循环使用,最终实现净化合成气、再生甲醇的目的。
低温甲醇洗装置热再生系统主要以碳钢材料为主,目前已投产运行的煤化工装置中,多套低温甲醇洗装置出现了热再生系统的甲醇/水分离塔再沸器及塔釜出现腐蚀泄露,腐蚀泄露的出现影响了装置的稳定运行,严重时导致整个装置停车,影响生产及经济效益,并且甲醇属于有毒可燃介质,泄露会导致人员中毒、火灾等安全事故。根据发生腐蚀情况的低温甲醇洗装置现场数据分析显示,甲醇/水分离塔塔釜溶液pH值在3~5之间,且发现氰根离子(-CN)存在。
常用的抑制腐蚀措施有两种:第一种是更换材质,即将低等级材料(碳钢)换成高等级材料(不锈钢);第二种是加入防腐抑制剂,通过抑制剂减缓或防止腐蚀。更换更高等级的材质,必将使得装置投资大大增加,不太经济;防腐抑制剂的选择和加入,需要结合腐蚀发生的情况及操作条件综合确定,难度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种不需要更换设备材质也不需要额外添加抑制剂的防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法,其特征在于包括下述步骤:
来自上游装置的35~40℃、5.5~5.8MPa(A)粗合成气进入输送管道内,经设置在所述输送管道上的HCN检测仪实时检测其中的HCN含量后进入原料冷却器Ⅰ,与净化气换热冷却至4~5℃;然后进入水分离罐进行气液分离,工艺凝液由罐底排出界区,水分离罐顶部的粗合成气与来自中压闪蒸塔的循环气混合后喷入来自热再生塔的第一股防冻甲醇后进入原料冷却器Ⅱ,依次与来自洗涤塔顶部的净化气和H2S浓缩塔的尾气换热冷却至17~18℃后,进入合成气HCN洗涤器;
所述粗合成气与所述第一股防冻甲醇的比例为150~200Nm3/h:1kg/h;
从洗涤塔上部的CO2洗涤段Ⅰ的底部抽出的富CO2甲醇作为洗涤甲醇喷入到所述合成气HCN洗涤器内,所述洗涤甲醇的用量由所述HCN含量检测仪检测HCN含量和合成气流量计算后确定,所述洗涤甲醇与粗合成气中HCN含量的质量流量比例为500~700:1;之后洗涤甲醇与粗合成气一起进入洗涤塔底部;
在洗涤塔底部进行富HCN甲醇分离;在洗涤塔底部的HCN甲醇分离段Ⅲ的顶部设有除沫器,以除去粗合成气中夹带的甲醇液滴,合成气通过升气管依次进入洗涤塔中部的H2S洗涤段Ⅱ、CO2洗涤段Ⅰ,脱除粗合成气中的H2S、CO2,在洗涤塔的顶部出口得到净化气;
洗涤塔中CO2洗涤段Ⅰ、H2S洗涤段Ⅱ产生的富CO2甲醇、富H2S甲醇被抽出分别送至中压闪蒸塔回收粗合成气后,分别送入H2S浓缩塔的上部和中部,经氮气气提出的尾气由H2S浓缩塔顶部排出,送至所述原料冷却器Ⅱ;富H2S甲醇从塔底部排出进入热再生塔再生;
再生后的贫甲醇从热再生塔底部排出后分为两股;其中第一股作为防冻甲醇与所述水分离罐的出口粗合成气混合,第二股送至所述洗涤塔的上部作为洗涤甲醇用;热再生塔排出的富H2S酸性气送去下游;
所述洗涤塔底部排出的富HCN甲醇与热再生塔底部抽出的回流甲醇在甲醇换热器内换热至42~44℃后,进入CO2闪蒸罐减压至0.45~0.5MPa(A);得到的闪蒸气体送入H2S浓缩塔下部;
在H2S浓缩塔内,H2、CO、H2S、CO2等气体被自上而下流动的甲醇再吸收;CO2闪蒸罐底部的甲醇水溶液减压至0.3~0.35MPa(A)后由底部管道排出;
向底部管道中加入碱性溶液,中和至pH值为7~8后,送入甲醇/水分离塔进行甲醇和水的分离;在甲醇/水分离塔的顶部分离出的甲醇蒸汽送往所述热再生塔,塔底废水的回收热量后排出界区。
作为改进,还可以在所述底部管道上设有pH检测仪;
所述碱液加入量通过碱液泵控制;
所述pH检测仪、碱液泵和所述HCN检测仪均连接DSC控制系统。
所述碱液优选采用为浓度7~8wt%的NaOH溶液。
与现有技术相比,本发明所提供的防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法通过工艺来洗涤出粗合成气中的HCN,不需要更换设备材质,且避免了设备腐蚀问题;同时也避免了使用抑制剂所导致的复杂操作,在不更换热再生系统设备材质的条件下解决热再生系统的腐蚀问题,保障了装置的安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示,以处理能力100000Nm3/h(以H2+CO计)的低温甲醇洗装置为例来说明本发明防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法,具体包括下述步骤:
来自上游装置的40℃、5.5MPa的合成气100000Nm3/h(主要组成(mol):H2O:0.22%、H2:46.61%、CO:20.37%、CO2:32.12%、H2S:0.23%、HCN:0.002%、其它:0.45%)经HCN检测仪1实时检测HCN含量为约2.4kg/h后进入原料冷却器Ⅰ2,与净化气换热冷却至5℃,然后进入水分离罐3进行气液分离,工艺凝液由罐底排出界区,水分离罐顶部的合成气与来自中压闪蒸塔7的循环气混合后喷入流量为600kg/h的第一股防冻甲醇后进入原料冷却器Ⅱ4,与来自洗涤塔6顶部的净化气和H2S浓缩塔8的尾气换热冷却至约-18℃,之后流经HCN洗涤器5,来自洗涤塔6上部的CO2洗涤段Ⅰ的富CO2洗涤甲醇经由喷雾器喷入HCN洗涤器5内。
DSC控制系统根据HCN检测仪1所传递的数据通过流量阀19控制洗涤甲醇的流量为1300kg/h;洗涤流量由合成气流量及HCN检测仪检测的实时含量串级控制,洗涤脱除HCN之后的粗合成气连同富HCN甲醇一起进入洗涤塔6的底部。
洗涤塔6底部为含HCN甲醇分离段Ⅲ,该部分主要用于分离收集含有HCN的富甲醇,含HCN甲醇分离段Ⅲ的顶部设有丝网除沫器,以除去粗合成气夹带的甲醇液滴,粗合成气通过洗涤塔6各段的集液槽升气管20依次进入洗涤塔6上部的H2S洗涤段Ⅱ、CO2洗涤段Ⅰ,脱除掉H2S、CO2后得到所需的净化气。
洗涤塔6上部CO2洗涤段Ⅰ、H2S洗涤段Ⅱ产生的富CO2甲醇、富H2S甲醇在经中压闪蒸塔7回收部分有效气后,分别送入H2S浓缩塔8的上部和中部,经氮气气提出的尾气由H2S浓缩塔8上部排出,富含H2S甲醇经塔底部进入热再生塔9,再生后的贫甲醇由塔底部分为两股,第二股送至洗涤塔6的上部作为洗涤甲醇用,第一股作为防冻甲醇与水分离罐3的出口合成气混合。富H2S酸性气由再生塔顶部9送至硫回收装置。
洗涤塔6底部的富HCN甲醇与热再生塔9下部的回流甲醇液换热至约42℃,进入CO2闪蒸罐12减压至0.5MPa,富含CO2、H2、CO的闪蒸气体由闪蒸罐顶部送入H2S浓缩塔8下部,其中H2、CO、H2S、CO2等气体被与上而下的甲醇逆流解除被甲醇再吸收。
CO2闪蒸罐12底部的甲醇水溶液减压至0.32MPa,经pH值调节管线15注入浓度8wt%的NaOH溶液80kg/h,中和甲醇水溶液中的HCN等酸性组分,控制pH值为7,送入甲醇/水分离塔10进行甲醇和水的分离,甲醇蒸汽由甲醇/水分离塔10的塔顶送往热再生塔9,塔底废水回收热量后排出界区。
NaOH溶液的注入量由甲醇/水分离塔塔釜内的甲醇/水溶液pH值来确定,此值可由设置在塔底管道17上的pH检测仪14实时监控,pH值检测仪与碱液泵13均连接DSC控制系统,DSC控制系统根据pH值检测仪检测到的pH值来控制碱液泵13的流量。

Claims (2)

1.一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法,其特征在于包括下述步骤:
来自上游装置的35~40℃、5.5~5.8MPa(A)粗合成气进入输送管道(15)内,经设置在所述输送管道(15)上的HCN检测仪(1)实时检测其中的HCN含量后进入原料冷却器Ⅰ(2),与净化气换热冷却至4~5℃;然后进入水分离罐(3)进行气液分离,工艺凝液由罐底排出界区,水分离罐顶部的粗合成气与来自中压闪蒸塔(7)的循环气混合后喷入来自热再生塔(9)的第一股防冻甲醇后进入原料冷却器Ⅱ(4),依次与来自洗涤塔(6)顶部的净化气和H2S浓缩塔(8)的尾气换热冷却至17~18℃后,进入合成气HCN洗涤器(5);
所述粗合成气与所述第一股防冻甲醇的比例为150~200Nm3/h:1kg/h;
从洗涤塔(6)上部的CO2洗涤段Ⅰ的底部抽出的富CO2甲醇作为洗涤甲醇喷入到所述合成气HCN洗涤器(5)内,所述洗涤甲醇的用量与粗合成气中HCN含量的质量流量比例为500~700:1;之后洗涤甲醇与粗合成气一起进入洗涤塔(6)底部;
在洗涤塔(6)底部进行富HCN甲醇分离;在洗涤塔(6)底部的HCN甲醇分离段Ⅲ的顶部设有除沫器,以除去粗合成气中夹带的甲醇液滴,合成气通过升气管依次进入洗涤塔(6)中部的H2S洗涤段Ⅱ、CO2洗涤段Ⅰ,脱除粗合成气中的H2S、CO2,在洗涤塔(6)的顶部出口得到净化气;
洗涤塔(6)中CO2洗涤段Ⅰ、H2S洗涤段Ⅱ产生的富CO2甲醇、富H2S甲醇被抽出分别送至中压闪蒸塔(7)回收粗合成气后,分别送入H2S浓缩塔(8)的上部和中部,经氮气气提出的尾气由H2S浓缩塔(8)顶部排出,送至所述原料冷却器Ⅱ(4);富H2S甲醇从塔底部排出进入热再生塔(9)再生;
再生后的贫甲醇从热再生塔(9)底部排出后分为两股;其中第一股作为防冻甲醇与所述水分离罐(3)的出口粗合成气混合,第二股送至所述洗涤塔(6)的上部作为洗涤甲醇用;热再生塔(9)排出的富H2S酸性气送去下游;
所述洗涤塔(6)底部排出的富HCN甲醇与热再生塔(9)底部抽出的回流甲醇在甲醇换热器(11)内换热至42~44℃后,进入CO2闪蒸罐(12)减压至0.45~0.5MPa(A);得到的闪蒸气体送入H2S浓缩塔(8)下部;
在H2S浓缩塔(8)内,H2、CO、H2S、CO2气体被自上而下流动的甲醇再吸收;CO2闪蒸罐(12)底部的甲醇水溶液减压至0.3~0.35MPa(A)后由底部管道(17)排出;
向底部管道(17)中加入碱性溶液,中和至pH值为7~8后,送入甲醇/水分离塔(10)进行甲醇和水的分离;在甲醇/水分离塔(10)的顶部分离出的甲醇蒸汽送往所述热再生塔(9),塔底废水的回收热量后排出界区;
所述底部管道(17)上设有pH检测仪(14);
所述碱性溶液加入量通过碱液泵(13)控制;
所述pH检测仪(14)、碱液泵(13)和所述HCN检测仪(1)均连接DSC控制系统。
2.根据权利要求1所述的防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法,其特征在于所述碱性溶液为浓度7~8wt%的NaOH溶液。
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