水煤氣與焦?fàn)t氣二氣合一變換裝置運(yùn)行總結(jié)

梁曉寧，周 峰，張 亮

(山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司， 山西運(yùn)城 043200)

1 裝置概況

山西陽煤豐喜泉稷能源有限公司變換裝置于2015年12月建成使用，處理粗煤氣量為198 055.1 m3/h(標(biāo)態(tài)，濕基)，焦?fàn)t煤氣量為47 656 m3/h(標(biāo)態(tài))，產(chǎn)變換氣178 414.18 m3/h(標(biāo)態(tài)，濕基)，采用杭州林達(dá)等溫變換技術(shù)，1#采用等溫水移熱變換爐(青島聯(lián)信公司CO-MO系耐硫變換催化劑)，控制變換爐出口溫度約為320 ℃，CO體積分?jǐn)?shù)約為2.1%；2#采用絕熱變換爐(湖北華爍公司耐硫變換催化劑)，控制變換爐出口CO體積分?jǐn)?shù)為0.4%左右。

2 工藝氣流程概述

從氣化工段和焦?fàn)t氣凈化工段來的3.5 MPa，203 ℃混合煤氣進(jìn)入1#氣液分離器分離冷凝水，然后進(jìn)入變換爐進(jìn)料換熱器與來自1#變換爐出口的變換氣換熱，將溫度提高到231 ℃先進(jìn)入脫毒槽，再進(jìn)入1#變換爐，反應(yīng)溫度控制在≤350 ℃，CO體積分?jǐn)?shù)控制在≤2.1%，出氣溫度269 ℃。變換氣送入變換爐進(jìn)料換熱器，與混合煤氣換熱溫度冷卻至242 ℃，進(jìn)入激冷汽化器提高汽氣比，在提高汽氣比的同時(shí)，變換氣溫度下降到220 ℃進(jìn)入2#變換爐，出口溫度控制在217 ℃，CO體積分?jǐn)?shù)控制在0.4%以下。出2#變換爐的變換氣依次進(jìn)入工藝?yán)淠杭訜崞?、低壓蒸發(fā)冷凝器、2#氣液分離器、鍋爐給水加熱器和蒸汽冷凝液加熱器、3#分離器、脫鹽水預(yù)熱器、4#氣液分離器、變換氣水冷卻器、5#氣液分離器降溫排液后，壓力變?yōu)?.22 MPa，溫度為37.8 ℃，送至后續(xù)工段。

3 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及解決方法

3.1 變換氣水冷卻器壓差大

變換氣水冷卻器前后壓差最高達(dá)0.3 MPa，5#氣液分離器現(xiàn)場排水散發(fā)出氨味。冷卻器壓差增高，初步判斷為變換氣水冷卻器列管堵塞。

處理措施：將變換氣水冷卻器進(jìn)口氣相溫度提高到70 ℃，恒溫一段時(shí)間，冷卻器前后壓差逐漸減小并恢復(fù)正常。停車后將變換氣水冷卻器氣相進(jìn)口法蘭打開，水冷卻器封頭內(nèi)沒有其他雜物，列管管板上較為干凈，不存在異物堵塞列管問題。調(diào)查分析后認(rèn)為是前工段所帶來的銨鹽堵塞所致，一部分為焦?fàn)t煤氣中硫銨工段脫硫不完全，焦?fàn)t氣中氨含量偏大，致使后工段氨含量累計(jì)后造成銨鹽結(jié)晶；另一部分為氣化工段送來的煤氣中氨含量大，導(dǎo)致變換系統(tǒng)在工序后期銨鹽結(jié)晶析出堵塞列管。為徹底杜絕此現(xiàn)象，停車后將原本直接送入氣化碳洗塔回用的4#、5#分離器高氨氮的冷凝液改道送入汽提塔去除氨含量，汽提后的冷凝液送入氣化工段除氧器，減少了煤氣中氨的含量，降低了變換工段氨的累計(jì)。焦?fàn)t氣工段增加了硫酸濃度，提高了脫硫效率[1-2]。

3.2 5#氣液分離器遠(yuǎn)傳液位根部短管漏氣

依據(jù)圖紙分析，原因可能是復(fù)合鋼板工藝存在缺陷。

處理措施：停車后將5#氣液分離器人孔打開，使用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行置換，置換合格后進(jìn)罐檢查，發(fā)現(xiàn)在設(shè)備內(nèi)部與該短節(jié)連接的部位焊縫處有一個(gè)點(diǎn)未焊接，導(dǎo)致管內(nèi)氣體外漏。對該漏點(diǎn)進(jìn)行打磨處理、焊接、檢測。裝置開車后該漏點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)有氣體泄漏，系統(tǒng)正常。

3.3 變換爐帶水事故

事故經(jīng)過：2017年3月13日發(fā)現(xiàn)氣化工藝氣帶液1#分離器液位漲至56%，排污閥門開至40%，現(xiàn)場排污管道振動(dòng)劇烈，現(xiàn)場濺液嚴(yán)重。1#變換爐進(jìn)口溫度迅速由231 ℃降至210 ℃，同時(shí)發(fā)現(xiàn)中壓汽包壓力下降，確定為床層帶液。

原因分析：氣化送來的煤氣瞬間氣量增大且煤氣溫度升高，導(dǎo)致煤氣中汽氣比過高，分離器液位猛漲，分離效果降低，將大量的水蒸氣帶入床層，導(dǎo)致變換爐床層溫度迅速降低，影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)。

處理措施：開大分離器排污閥門進(jìn)行排液，同時(shí)通知調(diào)度及氣化工段進(jìn)行調(diào)節(jié)；打開1#變換爐前所有導(dǎo)淋及排污閥門進(jìn)行排液，具體閥門包括熱交進(jìn)口管線導(dǎo)淋閥、變換爐進(jìn)料換熱器管/殼程導(dǎo)淋閥門、脫毒槽出口管線導(dǎo)淋閥門，并通知調(diào)度要求氣化減量。1#變換爐床層溫度降低，且中壓汽包壓力下降，首先及時(shí)關(guān)閉汽包外送蒸汽閥門，對汽包進(jìn)行保壓，再關(guān)閉汽包補(bǔ)水閥，最后關(guān)閉激冷汽化器噴水，保證2#變換爐進(jìn)口溫度不會(huì)降低。

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：當(dāng)總控操作工發(fā)現(xiàn)煤氣進(jìn)口流量及溫度明顯升高時(shí)，應(yīng)意識(shí)到系統(tǒng)水汽比有升高趨勢，提前做好排水準(zhǔn)備，防止高水汽比煤氣進(jìn)入變換爐造成床層垮溫。

4 結(jié)語

通過2年的生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐，正常運(yùn)行期間，變換爐入口溫度控制在200～230 ℃，水汽比為0.7～0.8，催化劑床層熱點(diǎn)溫度最高不超過350 ℃，噸氨產(chǎn)汽量1 t,裝置運(yùn)行平穩(wěn)，無甲烷化副反應(yīng)產(chǎn)生，催化劑無粉化和破碎現(xiàn)象，具有較好的強(qiáng)度及強(qiáng)度穩(wěn)定性，說明采用1#等溫變換爐和2#絕熱變換爐兩段處理水煤氣和焦?fàn)t氣混合氣的流程設(shè)置是成功的。