降低二氧化碳闪蒸气中CO含量

申友军　李　宁

(兖矿国泰化工有限公司山东滕州277527)



降低二氧化碳闪蒸气中CO含量

申友军李宁

(兖矿国泰化工有限公司山东滕州277527)

兖矿国泰化工有限公司年产240 kt甲醇装置于2005年10月一次试车成功，经几年工艺改造，目前年产达300 kt。甲醇净化系统采用NHD脱硫脱碳工艺，物理吸收脱除CO2和H2S等硫化物，再依靠减压闪蒸、汽提、解吸CO2等，能耗较低。

1　净化脱碳工段流程

进脱碳塔的贫液在塔内与CO2传质、传热，脱碳塔底部出来的NHD富液经自调阀减压后进入脱碳高压闪蒸槽，在此部分CO2和大量的H2被减压解吸出来。从脱碳高压闪蒸槽底出来的溶液经氨冷器被冷却至约9.6 ℃，减压至0.1 MPa(表压)后直接进入高位低压闪蒸槽进行闪蒸，NHD富液中溶解的大部分CO2气体被解吸出来，气体中CO2体积分数≥95%，然后经CO2分离器分离后进入脱碳气体换热器，回收冷量后送往造气系统。NHD溶液经汽提后变为NHD贫液，经脱碳泵加压后进入脱碳塔顶部循环使用。

2　现状调查分析

2015年8月1日至10日对外送CO2纯度(体积分数，下同)、闪蒸气中的CO含量进行了数据统计(表1)。

表1　闪蒸气浓度调查　%

由表1可以看出：CO2平均纯度为95.28%，虽然大于控制指标(CO2纯度≥95%)，但仍偏低；CO平均体积分数为1.965%，而CO在线分析的高报值为2.3%，因此，降低CO含量、提高CO2纯度刻不容缓。

3　原因分析及解决方案

3.1氨冷器传热效果差

查阅氨冷器结构图，虽符合设计时的换热要求，但由于脱硫气中仍含有少量H2S，使脱碳溶液存在一定的腐蚀性，而氨冷器材质为非不锈钢，在长期运行过程中会造成换热器部分腐蚀，进而影响换热效果，使脱碳温度不易控制。

解决措施：利用2015年9月大修期间，对氨冷器进行检查及更换，制定详细的检修方案，新氨冷器到货后，借系统检修机会进行更换。

3.2脱碳溶液温度高

实际操作中，规定脱碳溶液温度≤-2 ℃，对2015年10月上旬脱碳溶液平均温度进行调查，脱碳溶液平均温度分别为-1.3，-0.9，-1.8，-1.6，-0.5，-1.4，-0.7，-1.6，-1.2，-0.9 ℃。由此可见，脱碳温度均≥-2 ℃，温度偏高。

调整方案：控制室优化氨冷器的运行，加大稀氨水的流量，并加大液氨采出量，降低氨水浓度，从而保证吸收器较低压力，以利于液氨汽化吸热，可降低脱碳溶液温度。

3.3高、低压闪蒸槽压力高

由于高压闪蒸槽的压力偏高，致使脱碳富液中的CO不能充分闪蒸出去；同时，低压闪蒸槽压力偏高，致使富液中CO2闪蒸不充分，进而CO2纯度偏低。

调整方案：①对于高压闪蒸槽，调节高压闪蒸槽出口压力调节阀，降低闪蒸气压缩机入口压力，从而降低高压闪蒸槽压力， 现场密切监视闪蒸气压缩机的运行状态；②对于低压闪蒸槽，调节CO2分离器出口压力调节阀，控制低压闪蒸槽压力，监视闪蒸槽现场压力表及系统运行状况。

4　结语

经反复实践操作，严格操作确保氨冷器液氨采出量，降低稀氨水浓度；严格控制闪蒸气压缩机入口压力，确保脱碳高、低压闪蒸槽压力处于较低状态，因闪蒸气压缩机入口压力低报值为0.8 MPa，控制闪蒸气压缩机入口压力在1.0 MPa。因低压闪蒸槽压力低报值为80 kPa，为适应指标、减少误报，现将低压闪蒸槽压力低报值改为70 kPa，并且及时用CO2分离器出口压力调节阀控制低压闪蒸槽压力。

经1个月调试观察运行，CO2闪蒸气纯度稳定在96.2%以上，其中CO体积分数低于1.8%，脱碳溶液系统和脱碳闪蒸气压缩机运行稳定。

2016-01-20)