低温甲醇洗操作规程08.11.27

1新能凤凰(滕州)能源有限公司甲醇车间低温甲醇洗岗位操作规程（试行）2008—11—25发布2008—11—30实施新能凤凰(滕州)能源有限公司发布2编写：预审：审核：审定：审批：3目录1.岗位职责与管辖范围.....................................42.装置的概况.............................................53.工艺说明…………………………………………………………..84.开停车操作............................................155、正常生产的操作与控制………………………………………….296.异常情况的分析、判断和处理............................357.安全生产技术和职业卫生................................378.环保及三废处理........................................549.工艺参数及指标........................................5610.主要设备介绍.........................................7411.附表低温甲醇洗岗位设备一览表.........................7441.岗位职责与管辖范围1.1适用范围本装置规定了新能凤凰（滕州）能源有限公司低温甲醇洗装置的工艺原理、工艺流程、工艺指标、设备结构、装置安全和环境保护等的要求。1.2岗位任务岗位承担的任务是将变换工段来的变换气（T：40℃、P：5.70MPa（G）、气体组成：CO：20.03％、H2：46.88％、CO2：31.36％、H2S：1.01％、H2O：0.2％、Ar：0.09％、CH4：0.02％、N2：0.42％）其中的H2S、COS、CO2等有害气体脱除，得到合格的净化气，满足去甲醇合成工段的净化气的要求；同时得到从再生塔顶出来的酸性气送往硫回收工段副产硫磺。并正确维护和使用本岗位的所有设备、电气仪表及其它安全设施，搞好设备及岗位卫生。1.3岗位的职责——严格执行操作规程。——全面负责低温甲醇洗工序工艺参数的调节，根据生产变化调整操作参数并及时报告班长。——加强动静设备运行状态的监护。——负责低温甲醇洗工序的操作平稳率、净化气合格率、排污合格率等指标的完成。——定时进行现场巡检。——负责主控室地面、门窗、DCS及现场、机泵的清洁卫生。——服从班长的领导，协助班长做好本职工作，完成车间交给的各项任务。——对自己的工作失误负责。――加强安全学习，提高安全意识，保证本岗位安全平稳运行。1.4产品质量（1）出口净化气CO2体积含量2.5～3%，总硫＜0.1ppm。（2）尾气尾气洗涤塔排出尾气符合GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》，甲醇含量5≤190mg/Nm3，排放速率≤77kg/h，总硫≤20mg/Nm3，排放速率≤3.7（50米高度排放）。（3）出低温甲醇洗工段的酸性气中H2S含量≥40%（vol.%）2.装置的概况2.1装置能力本装置设计能力为：处理原料气正常流量：5516.5kmol/h（生产甲醇）；7740.0kmol/h（生产甲醇）。装置年操作时间为连续操作7200小时。2.2产品的技术规格序号名称规格标准1甲醇工业品级GB338-20042.3原料气规格2.3.1进甲醇洗涤塔T3001Ⅰ的原料气组成（净化气生产甲醇）：序号项目单位技术指标物料平衡1流量kmol/h5516.52组成CO2%（mol）31.3570H246.8758N20.4192H2S1.0080H2O0.2000Ar0.0898CH40.0200CO20.0298COS5.5ppmNH363温度℃404压力MPa（A）5.72.3.2进甲醇洗涤塔T3001Ⅱ的原料气组成（净化气生产甲醇）：序号项目单位技术指标物料平衡1流量kmol/h7740.02组成CO2%（mol）31.3570H246.8758N20.4192H2S1.0080H2O0.2000Ar0.0898CH40.0200CO20.0298COS5.5ppmNH33温度℃404压力MPa（A）5.72.4原材料、动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量2.4.1原材料消耗定额及消耗量表序号名称单位消耗定额消耗量备注每小时每年1甲醇kg1.78896408002.4.2公用物料及能量规格序号名称状态温度℃压力MPa(G)规格1循环水液320.4△t=10℃72低压饱和蒸汽汽1430.33低压饱和蒸汽汽1831.274电380V5电10000V2.4.3公用工程消耗定额序号名称单位消耗定额吨甲醇小时消耗量正常最大1循环水t15.327662低压饱和蒸汽0.3MPa(G)t0.3718.53低压饱和蒸汽1.27MPa(G)t0.0884.44电380V/10000VkW.h34.9817495蒸汽冷凝液t-0.489-24.452.5甲醇的物理化学性质甲醇是最简单的饱和醇,相对分子量为32.04。在通常条件下，纯甲醇是无色、易流动的、易挥发的可燃液体，并带有与乙醇相似的气味。其一般性质见表1-1。表1-1甲醇的一般性质性质数量分子式CH3OH相对分子质量32.04形状透明、无色、挥发性及引火性液体，有毒沸点64.5~64.7℃熔点-97.8℃闪点16℃（开口容器），12℃（闭口容器）自然点473℃（空气中），461℃（氧气中）临界温度240℃8临界压力78.5atm密度0.8100g/ml（0℃）黏度（20℃）0.5945cP热导率（35℃）494*10-6cal/(cm.s.K)表面张力（20℃）22.55dyn/cm折射率1.328749（20℃）蒸发潜热89.43kcal/mol(64.7℃)熔融热0.757kcal/mol燃烧热（25℃，液体）173.65kcal/mol生成热（25℃，液体）57.063kcal/mol,气体48.100kcal/mol爆炸极限（空气中）6.0%~36.5%（体积）溶解性水、乙醇、乙醚中无限溶解甲醇具有毒性，内服10ml有失明的危险性，30ml能致人死亡，空气中允许最高甲醇蒸气浓度为0.05mg/L。3.工艺说明低温甲醇洗工艺是德国林德公司和鲁奇公司共同开发的采用物理吸收法的一种酸性气体净化工艺，该工艺使用冷甲醇作为酸性气体吸收液，利用甲醇在-60℃左右的低温下对酸性气体溶解度极大的物理特性，同时分段选择性地吸收原料气中的H2S、CO2及各种有机硫等杂质。在以渣油和煤为原料的大型合成氨装置上，大多采用这种净化工艺。此外，该工艺还广泛应用于甲醇合成、羟基合成、工业制氢、城市煤气和天然气脱硫等生产装置的净化工艺中。目前，国内外已有百余套大中型工业化装置的酸性气体脱除采用了该净化工艺。我国对低温甲醇洗工艺的研究始于20世纪70年代，中石化兰州设计院、南化集团研究院、浙江大学、上海化工研究院、大连理工大学等单位在该工艺的基础理论研究方面都取得了一定的成果。大连理工大学从1983年开始进行低温甲醇洗工艺过程研究，在中石化公司和浙江大学的协助下，1999年该项研究通过了中石化的鉴定，并且获得了国内两项专利申请。经改进后的工艺采用6塔流程，与林德工艺相似，据介绍，该工艺的冷负荷和设备投资比林德工艺要低10％左9右。所以本装置采用的是大连理工大学的节能型低温甲醇洗专利技术工艺包。3.1工艺特点低温甲醇洗工艺具有以下主要特点：(1)它可以同时脱除原料气中的H2S、COS、RSH、CO2、HCN、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等组分，且可以同时脱水使气体彻底干燥，所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收。(2)气体的净化度很高。净化气中总硫含量可脱至0.1ppm以下，CO2可脱至10ppm以下。(3)吸收的选择性比较高。H2S和CO2可以在不同设备或在同一设备的不同部位分别吸收，而在不同的设备和不同的条件下分别回收。由于低温时H2S和CO2在甲醇中的溶解度都很大，所以吸收溶液的循环量较小，特别是当原料气压力比较高时尤为明显。另外，在低温下H2和CO等在甲醇中的溶解度都较低，甲醇的蒸气压也很小，这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。(4)甲醇的热稳定性和化学稳定性都较好。甲醇不会被有机硫、氰化物等组分所降解，在操作中甲醇不起泡、纯甲醇对设备和管道也不腐蚀，因此，设备与管道大部分可以用碳钢或耐低温的低合金钢。甲醇的粘度不大，在-30℃时，甲醇的粘度与常温水的粘度相当，因此，在低温下对传递过程有利。此外，甲醇也比较便宜容易获得。3.2工艺原理低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程。物理吸收和化学吸收的根本不同点在于吸收剂与气体溶质分子间的作用力不同。物理吸收中，各分子间的作用力为范德华力；而化学吸收中为化学键力。这二者的区别构成它们在吸收平衡曲线、吸收热效应、温度对吸收的影响、吸收选择性以及溶液再生等方面的不同。物理吸收中，气液平衡关系开始时符合亨利定律，溶液中被吸收组分的含量基本上与其在气相中的分压成正比。在化学吸收中，当溶液的活性组分与被吸收组分间的反应达到平衡以后，被吸收组分在溶液中的进一步溶解只能靠物理吸收。物理吸收中，吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加，溶液循环量与原料气量及操作条件有关。操作压力提高，温度降低，溶液循环量减少；在化学吸收中，吸收剂的吸收容量与吸收剂中活性组分的含量有关。因此，在化学吸10收中，溶液循环量与待脱除的酸性组分的量成正比，即与气体中酸性组分的含量关系很大，但与压力基本无关。低温甲醇洗中，H2S、COS和CO2等酸性气体的吸收，吸收后溶液的再生以及H2、CO等溶解度低的有用气体的解吸曲线，其基础就是各种气体在甲醇中有不同的溶解度。低温下，甲醇对酸性气体的吸收是很有利的。当温度从20℃降到-40℃时，CO2的溶解度约增加6倍，吸收剂的用量也大约可减少6倍。低温下，例如-40~-50℃时，H2S的溶解度又差不多比CO2大6倍，这样就有可能选择性地从原料气中脱除H2S，而在溶液再生时先解吸回收CO2。低温下，H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度与H2、CO相比，至少要大100倍，与CH4相比，约大50倍。因此，如果低温甲醇洗装置是按脱除CO2的要求设计的，则所有溶解度和CO2相当或溶解度比CO2大的气体，例如COS、H2S、NH3等以及其他硫化物都一起脱除，而H2、CO、CH4等有用气体则损失较少。通常，低温甲醇洗的操作温度为-30~-70℃，各种气体在-40℃时的相对溶解度，如下表所示：表3-1-40℃时各种气体在甲醇中的相对溶解度气体气体的溶解度/H2的溶解度气体的溶解度/CO2的溶解度H2SCOSCO2CH4CON2H2254015554301252.51.05.93.61.0当气体中有CO2时，H2S在甲醇中的溶解度约比没有CO2时降低10%~15%。溶液中CO2含量越高，H2S在甲醇中溶解度的减少也越显著。当气体中有H2存在时，CO2在甲醇中的溶解度就会降低。当甲醇含有水分时，CO2的溶解度也会降低，当甲醇中的水分含量为5%时，CO2在甲醇中的溶解度与无11水甲醇相比约降低12%。3.3压力对本工段的影响低温甲醇洗是物理吸收，提高操作压力可使气相中CO2、H2S等酸性气体分压增大，增加吸收的推动力，从而减少吸收设备的尺寸，提高气体的净化度，同时也增加溶液的吸收能力，减少溶液的循环量。但是，压力若过高，就会使受压设备投资增加，使有用气体组分H2、N2等的溶解损失也增加。具体采用多大压力，主要由原料气组成、所要求的气体净化度以及前后工序的压力等来决定。对于我厂的低温甲醇洗工序，其吸收压力由气化炉的压力所决定，气化压力为6.5MPa，低温甲醇洗的压力约为5.7MPa。3.4温度对本工段的影响酸性气体在甲醇中的溶解度随着温度降低而增大，尤其是从-30℃降到-60℃以下时，溶解度急剧增加，此外，甲醇的蒸汽分压在常温下很大，