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摘要:本文主要针对CO分离装置展开分析,思考了CO分离装置的技改措施,明确了CO分离装置的技改的具体的方法和方案,希望可以为今后的CO分离装置技改工作提供参考。
关键词:CO分离装置,技改,措施
前言
在CO分离装置的应用过程中,我们应当更好的对其进行改善,从而提高CO分离装置的技改效果,CO分离装置措施一定要更加的有效果,所以,明确更好的措施就显得非常关键了。
1、分离CO装置的应用
在现代工业中CO和H2是重要的基础化工原料,广泛应用于羰基合成等化工过程,尤其是随着C1化学的日益发展,cO已经成为一系列基本有机化工产品和中间体的重要原料。从CO出发可合成醋酸、醋酸酐、碳酸二甲酯、二甲基甲酰胺、光气、聚碳酸酯、聚氨酯、甲醇、甲酸和金属羟基化合物等。价格低廉而数量又丰富的CO来源以及先进的CO分离技术,会大大地促进C0化学加工品技术的进一步增长。
目前工业上的CO主要从两个途径获取,一是由煤气化、天然气或石油的蒸汽转化或部分氧化等制备CO合成气;二是从炼焦、钢铁及生产黄磷、电石、醋酸等工艺过程产生的工业废气中回收C0。而从这些途径获得的CO气源基本都含有一定量C02、H2、N2、cH、H02等的气体混合物,此外工业废气中一般含有大量粉尘、硫化物及其他的有害物质,需要首先对废气进行干法、湿法或者两者结合的混合法的预处理,才能满足后续的不同用途。为有效利用混合气中的C0,工业上应用的分离CO的主要方法有低温精馏分离法、溶液吸收法、固体吸附法、膜分离法及几种方法的组合。
2、CO分离装置工艺流程
某公司的CO分离装置(7200m3/h,标态)是某化工总厂10万t/a醋酸项目的配套工程,2006年5月建成投产,6月5日产出合格的CO产品。该装置包括废热回收及冷却工序、低温甲醇洗200#净化系统、CO分离工序、CO压缩工序。其中CO分离工序的深冷分离工艺采用德国林德公司的专利技术,关键设备冷箱由林德公司提供,上海焦化设计院承担初步设计和施工设计。
来自德士古装置的原料气,经废热回收及冷却工序降温、除冷凝液后送低温甲醇洗200#净化系统,除去大部分CO2和硫(CO2降至10×10-6以下,总硫降至0.1×10-6)后,送CO分离系统进行深冷分离,得到纯度大于98%的产品CO,再经压缩工序将其压缩至3.8MPa送往某化工总厂。
3、CO分离装置技改措施
3.1吸附器部分工艺技术改进
吸附器是通过分子筛吸附进入冷箱原料气中所含的微量CO2和甲醇(CO2<10×10-6,甲醇<50×10-6),以防止这些杂质因冻结而堵塞管道。在原设计中,分子筛再生的蒸汽为2.0MPa中压蒸汽,再生H2源来自冷箱。由于本装置处于蒸汽管网的末端,因此到达吸附器站的蒸汽压力只有1.4~1.5MPa,甚至1.2~1.3MPa,使分子筛不能在规定的时间内加热至预定的指标,导致再生不彻底。为此,将新设35t锅炉的3.5MPa蒸汽减压至2.0MPa作为再生用汽。另外,再生用富H2在原设计中为1000m3/h(标态),然而在吸附器再生时此气量不能满足需要,征得林德公司同意后,将再生气量调整为1600m3/h(标态)。调整后,蒸汽压力不低于1.8MPa,再生气量为1600m3/h(标态),吸附器的各项工艺指标都能达到要求。
3.2冷箱部分仪表控制的改进
冷箱中T301塔是CO精馏塔,塔内必须保持一定的液位。液体通过3个调节阀(1个液位阀LV0302,2个流量阀FV0302、FV0303)控制一定的流量,并维持一定的液位,再通过3个压力调节阀(PV0306、PV0307、PV0308)控制进CO压缩机的三股气体的压力。为了避免塔内液体被抽空,原设计中采取了自保护措施。由于FV0302、FV0303两个流量控制阀的设定值是恒定的,T301塔的液位控制阀将被监控。如果LV0302阀位下降至15%,LC0302液位控制联锁将动作,FV0302、FV0303的阀位将由LC0302控制,即突变至15%。这样的自保护措施将引起后工序的不良后果。如2007年10月18日,4#德士古装置跳车,1#炉继续运行。CO分离及压缩工序减量运行,冷箱进气量10000m3/h(标态)左右,压缩机出口流量3200m3/h(标态)左右。至14∶00系统工况趋于稳定,但实际上LV0302开度已接近15%,操作工未注意。当LV0302开度至15%,联锁动作FV0302、FV0303跟踪液位操作,开度同时降至15%,使进CO压缩机的气体压力(PC0306、PC0307、PC0308)低报。副操迅速将LC0302切至手动操作并开至40%,而后看到LC0302高报,于是将FC0302切至流量自动控制,10s后,CO压缩机由于一级进口压力超高连锁跳车。事故造成冷箱停车2.5h,直接经济损失达3.8万元。
为了防止类似事故的发生,经工艺、仪表等技术人员的研究,决定采取以下措施:
(1)在LV0302阀位下降至20%时,增加报警点,提醒操作人员密切注意T301塔的液位,必要时切手动控制。
(2)LV0302、FV0302、FV0303所在的DCS画面上有一切换开关,在这开关上加确认键,以防止操作人员误操作引起不必要的事故发生。自采取上述措施后,再未发生类似事故,为CO分离装置稳定、长周期运行打下了基础。2.3再生氢气加热器的改进再生氢气加热器E303是吸附器再生的关键设备,再生富氢气通过E303加热后进入吸附器进行分子筛脱附工作。再生富氢气必须绝对干燥,否则将影响分子筛的吸附效果。2007年12月31日发现冷箱内温度逐步上升,经分析E303出口气水含量超标至800×10-6。对E303进行拆检,发现设备管板处渗漏,少量水蒸气泄漏入干燥氢气中,引起分子筛失效。因此更换E303内芯,此后又修复、制造四五个内芯,修复及使用寿命均不够理想。为此研制出双管板换热器,2008年大修使用至今,情况良。原单管板换热器U形管与管板虽然采用了强度焊,但由于制作工艺等方面的原因,难免波动就会有部分尿液溢流到塔内而粘塔底;
(2)因系统带油较多,容易造成喷孔堵塞根据第一次喷头改造的成功经验,我们对造粒器进行了改造:一是对新造粒器的造粒喷头重新设计,其原理、结构形式及要求与第一次一样;二是将喷头改为中心进料,塔外溢流,避免因系统波动使喷头发生溢流而造成粘塔底,同时使喷头的静压差增大,喷头被油污堵塞造成溢流严重和尿素粉尘增多现象大为减少。改造工作于2007年春季检修中实施,投用后效果甚佳,尿素产品质量稳步提高,粉尘及粘塔底现象也大为减轻,基本上满足了生产要求。
4、结束语
综上所述,对于CO分离装置的技改措施来说,我们一定要采取更好的方法,明确技改的方法,本文总结了CO分离装置的技改措施和方法,明确了具体的方向,可供今后参考。
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