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陕西咸阳化学工业有限公司低温甲醇洗工序操作规程编制：谭凯审核：批准：2目录第一章低温甲醇洗净化原理一、概述二、理论基础：第二章工艺流程说明一、工艺流程描述二、工艺流程特点三、主要设备特点第三章开车前准备一、原始开车前的安全准备1、危险化学品的处理2、人身防护装置(PPE)的确认3、安全生产制度4、安全生产注意事项5、火灾爆炸的处理6、有毒有害气体中毒急救方法二、运转设备的测试1、泵的测试2、压缩机的测试三、原始开车前的预处理1、设备和管道吹扫2、设备和管道的气密试验3、系统置换4、设备和管道的冲洗和水联运四、检测、控制和跳车系统的确认1、主要控制回路说明2、测试、报警联锁数据表3、系统跳车及联锁第四章系统开车一、概要二、工艺指标三、系统干燥3四、原始开车步骤（大检修后开车）1、开车前的检查、确认工作及准备工作2、系统充压3、系统充甲醇建立循环4、系统冷却5、启动热再生塔6、启动甲醇/水分离塔7、投用喷淋甲醇8、向T1601导气9、启动循环压缩机10、送气第五章正常操作一、概述二、甲醇流量的调节三、蒸汽流量的调节四、气提N2流量的调节五、甲醇洗工段冷量平衡的调节六、甲醇/水分离塔T1605的操作七、其他流量的调节八、装置的分析管理1、取样点说明2、分析项目一览表九、其它1、NH3的积聚2、半负荷运行3、泄漏的判断和处理4、泵的操作5、循环气压缩机的开、停车6、装置的防冻第六章装置停车一、概要二、减负荷三、停原料气4四、三小时以上的停车程序(系统检修)五、设备的打开和过滤器的清洗六、整个甲醇循环的清空第七章装置故障和跳车一、概要二、原料气故障三、气提N2故障四、电力故障五、蒸汽故障六、仪表气源故障七、冷却水故障八、丙烯冷却故障九、HP-锅炉给水/脱盐水故障十、压缩机C1601故障十一、泵故障第八章低温甲醇洗装置的维护和检查一、一般维护说明二、使用说明三、维护检查四、停车期间仅对热再生区的检查和维护五、停车期间仅对甲醇/水分离塔T1605的检查和维修六、停车期间对整个Rectisol单元的检查和维修七、容器和塔的进入八、仪表的检查九、安全阀的调校十、泵的检查维修5第一章低温甲醇洗净化原理一、概述低温甲醇洗是一种基于物理吸收的气体净化方法，以工业甲醇为吸收剂。该法用甲醇溶剂可同时或分段脱除气体中的H2S、CO2等酸性组分和各种有机硫化物、NH3、C2H2、C3及C3以上的气态烃，胶质及水汽等，能达到很高的净化度。能把总硫脱至＜0.1mg/m3，同时能把二氧化碳脱至10×10-8~20×10-6(体积)。甲醇对氢、氮、一氧化碳（合成原料）的溶解度相当小，且在溶液降压闪蒸过程中优先解吸，可通过分级闪蒸来回收，因而有效组分损失很少。随着温度降低，H2S、CO2以及别的易溶气体在甲醇中的溶解度增长很快，且分压越高，增长越快，而氢、氮变化不大。随着吸收温度降低，甲醇对酸性组分的选择性提高。因此此法在较低温度下操作，更宜于在酸性气体分压较高的工况下操作。此外，为了减少损失（甲醇易挥发），吸收和解吸过程在较低温度下进行。所以此法须设冷冻装置，制冷温度一般为-38℃左右。低温甲醇洗的工业装置最初由德国两家公司——林德和鲁奇研究开发的，1954年，在南非一个以煤为原料合成液态燃料的工厂中，由鲁奇承包建成第一个工业规模的示范性装置，用于净化加压鲁奇炉制得的煤气。脱除硫化物和不饱和烃类至1×10-6(体积)并脱CO2至10％。林德公司最初建造的低温甲醇洗装置用于净化含硫转化气，并回收无硫的CO2供合成尿素。硫化氢馏分与来自液氮洗装置的尾气一起送往附近的电站作燃料烧掉。为满足环保要求，降低放空尾气中有毒物质H2S等的含量，使其低于5×10-6(体积)；提高H2S馏分浓度以利于加工成硫和其它有用产品；甲醇液的再生过程和全流程组合也日趋合理、完善。70年代末林德公司在我国设计和建造了三套渣油气化日产1000吨合成氨，脱硫脱碳压力8.0MPa的低温甲醇洗装置，它们分别是宁波镇海、新疆、宁夏化肥厂。另外新建以煤和渣油为原料的大型合成氨装置如渭河化肥厂、兰化、吉化三十万吨合成氨装置采用低温甲醇洗。我公司采德国林德公司的5.5MPa的低温甲醇洗工艺。二、理论基础：低温甲醇洗吸收酸性气体以及溶液再生，解吸回收有用气体的基础就是各种气体在甲醇中的溶解度不同而进行有选择的分离。甲醇对二氧化碳、硫化氢、硫氧化碳等酸性气体有较大的溶解能力，而氢、氮、一氧6化碳等气体在其中的溶解度甚微，因而甲醇能从原料气中选择吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体，而氢和氮相对溶解较少。各种气体在-40℃（233K）时的相对溶解度如下表：气体气体的溶解度/氢气的溶解度气体的溶解度/二氧化碳的溶解度H2S25405.9COS15553.6CO24301.0CH412CO5H21.0N22.51、CO2在甲醇中的溶解度低温下CO2在甲醇中的摩尔分率XCO2可按下式计算：XCO2＝0.425PCO2/P°CO2CO2在甲醇中的溶解度SCO2(ln/kg)可表示为SCO2＝695.7PCO2/(2.35P°CO2-PCO2)上两式中：P°CO2-----同温度下液体CO2的蒸汽分压，KPaPCO2-------二氧化碳的平衡分压，KPa7不同温度和压力下二氧化碳在甲醇中的溶解度（标准厘米3CO2/克甲醇）温度℃CO2大气压-26-36-45-601.017.623.735.968.02.036.249.872.6159.03.055.077.4117.0321.44.077.0113.0174.0960.75.0106.0150.0250.06.0127.0201.0362.07.0155.0262.05708.2192.0355.09.0223.0444.010.0268.0610.011.5343.012.0385.013.0468.014.0617.015.01142.0表中数据表明，压力升高在甲醇中的溶解度增大，溶解度与压力几乎成正比关系。而温度对溶解度的影响更大，尤其是低于-30℃时，溶解度随温度的降低而急剧增大。因此，用甲醇吸收二氧化碳宜在高压、低温下进行。2、H2S在甲醇中的溶解度H2S在甲醇中的溶解度比CO2更大，可表示为；SH2S＝692PH2S/（1.9P*H2S-PH2S）式中：PH2S------H2S平衡分压，KpaP*H2S----液态硫化氢的蒸汽分压，Kpa可由下式确定：LgP*H2S＝6.583-973.5/T801234560.10.20.30.40.5XY当有二氧化碳同时存在时，H2S的溶解度要减少，可表示为：SH2S＝SH2S/（1+C.SCO2.42）式中：SCO2------二氧化碳在甲醇中溶解度；C------与温度有关的常数，-25.6℃，-50.0℃，和-78.5℃时数值分别为：1.8×10-4，1.5×10-5，4.0×10-73、COS在甲醇中溶解度COS在甲醇中的溶解度遵从亨利定律，如图所示：COS在甲醇中溶解度，随着压力的增加而增加。COS在甲醇中的溶解度与H2S、CO2的溶解度相比较表，吸收气体中CO2所需要的甲醇量足够完全地除净气体中的有机硫，如果只除去气体中的硫化物，那么应该考虑气体中COS的溶解度，因为COS是溶解度最低的硫化物组分。4、氢、氮和甲烷在甲醇中的溶解度及其它理化数据氢、氮和甲烷等气体在甲醇中的溶解度是不大的，但由于变换气中H2含量很高，因此，在高压低温条件下脱除酸性气体时，造成H2的损失仍是可观的。各种气体在甲醇中的溶解热由下表可见,CS2和H2S在甲醇中的溶解热不大,但因其溶解度较大,因而塔内仍有明显提高,为了保持一定的吸收效果,塔中部需设置冷冻以排除吸收放热。各种气体在甲醇中的溶解热KJ/mol气体H2SCO2COSCS2H2CH4溶解热19.26416.94517.36427.614-3.8263.3495、甲醇洗工段冷量的来源及回收9甲醇洗工段脱除酸性气体H2S、CO2及COS是在低温下进行的。为了满足净化工艺要求，工段须从外界得到冷量以维持正常的操作。本工段冷量的直接来源为-20℃0.45Mpa的液态丙烯，在丙烯冷却器冷器E1604、E1605、E1617、E1621中蒸发，向甲醇洗提供-40℃的低温冷源；另外，通过水冷器E1602、E1611、E1613、E1622向系统提供冷量。正常运行时，本工段的冷损包括;①换热器的换热损失②保冷损失③酸性气体吸收时由于溶解热所造成的冷量损失因此,为了维持甲醇洗工段的正常运行需对以上损失(带走)的冷量加以回收和补偿。一、二类冷量损失由液态丙烯提供-40℃的冷量加以补偿。第三类冷量损失部分可加以回收，另一部分由液态丙烯提供的冷量来补偿。CO2、H2S、COS溶解于甲醇时，由于释放大量的溶解热使得洗涤甲醇的温度升高，造成冷量损失。但这些气体在减压解吸回收过程中，由于解吸需吸收热量，这就使甲醇温度又降低了，一部分冷量在这里被回收。由于CO2不可能全部在冷区解吸，H2S、COS在热区解吸，以及解热过程的不可逆性，使得CO2解吸的冷量回收率只有60～70％，而其余部分冷量需由液态丙烯补偿。6、汽提原理汽提是物理过程，它用于破坏原气液平衡而建立一新的气液平衡状态，达到分离物质的目的。例如，A是液体，B是气体，B溶解于Ａ中，达到气液平衡状态。气相中主要以Ｂ的气体为主，当加以汽提介质Ｃ时，气相中B的分压降低，破坏了气液平衡状态。通过调节汽提介质的量来控制汽提程度，将A与B两种物质分离。如果要保证A,B的纯度而不需要其它杂质，则可采用A或B做汽提介质，如尿素生产过程采用CO2汽提法或氨汽提法来分解甲铵。如果只得到A产品，B可以放空，则采用廉价易得的C产品做为汽提介质。在甲醇洗脱除酸洗气体的工艺中采用两次汽提方法来除去甲醇中的CO2、H2S、COS以得到贫甲醇。第一，在硫化氢浓缩塔底部通入一股低压N2作为汽提介质，降低CO2气体的分压，将大部分CO2在硫化氢浓缩塔中解吸，以回收冷量。第二，在甲醇再生塔中用甲醇蒸汽做为介质，将溶解于甲醇中的CO2、H2S、COS全部解吸出来，达到甲醇再生的目的。为了向硫回收工序提供合格的原料气，用易分离的甲醇蒸汽做汽提介质，是比较合理10的。7、精馏原理精馏是利用物质挥发度不同（沸点不同）而将两种或两种以上的物质分离开的过程，精馏过程在塔内完成，混合组分从塔中间某一块塔板（进料板）连续进入塔内，在进料板以上，上升蒸汽中所含的重组分向液相传递，而回流液中的轻组分向气相传递，这样经过足够的塔板，在塔的上半部完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重组分，因而称为精馏段。在进料板以下，下降液体（包括回流液和加料中液体）中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递，这样经过足够的塔板，在塔的下部完成了下降液体中重组分的提浓即提出了轻组分，因而称为提馏段。一个完整的精馏塔应包括精馏段和提馏段，进料板是二者的分界。在这样的塔内可将一个双组分混合物连续地、高纯度地分为轻、重两组分。回流（包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流）是精馏操作的重要因素，它是构成汽、液两相接触传质的必要条件，没有气液两相的接触也就无从进行物质的交换，就难以将混合物精馏而分离开。溶液的沸点与组成有关。精馏塔内各块塔板上物料的组成及总压并不相同，因而从塔顶至塔底形成某种温度分布。在加压或常压蒸馏中，各板的总压差别不大，形成全塔温度分布的主要原因是各板组成不同。11第二章工艺流程说明我公司低温甲醇洗工段采用的四塔流程，可分为两大区，即冷区和热区。冷区由甲醇洗涤塔T1601，中压闪蒸罐D1602、D1603，硫化氢浓缩塔T1603，氮气气提塔T1606组成；热区由甲醇热再生塔T1604和甲醇/水分离塔T1605组成。总体工艺流程图请参见附图。一、工艺流程描述1、原料气的预冷来自变换工段的原料气温度为40℃，压力为5.6MPa（a），流量为300608Nm3/h（其组成（mol%）为H2：45.95；N2：0.2196；CO：19.588；Ar：0.1098；CH4：0.0798；CO2：33.6