400万吨/年煤制油脱碳装置存在问题及应对措施

张飞跃　魏红红

摘 要：本文通过对神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目油品合成装置尾气脱碳装置运行存在的问题进行分析，并提出应对措施。

关键词：热钾碱；脱碳；问题；分析；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.027

神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化項目油品合成装置尾气脱碳单元采用南化院的热钾碱脱碳工艺，将费托反应产生的合成尾气中的二氧化碳脱除，脱除后的脱碳净化气大部分返回至费托合成循环反应，少量送至低温油洗单元生产氢气，正常100%负荷工况处理费托尾气气量为608309.86 Nm3/h，其中CO2含量14.71%，脱碳后CO2含量≤2.0mol，2016年原始试车以来，总体运行良好，脱碳净化气实际运行指标可低至0.5%；贫液碳化指数设计指标1.22～1.26，半贫液碳化指数设计指标1.42～1.45，实际运行中半贫液碳化指数可低于贫液设计指标，保证系统再生完全，提高了吸收效果。

1 存在问题分析

1.1 机泵密封冲洗水设计不合理

原设计机泵密封冲洗水来自净化气分离器底部分离液，确保系统水平衡，但系统实际运行过程中，发现分离液中杂质较多，且带油严重，造成贫液、半贫液泵的机械密封经常泄漏，影响设备的安全运行。

1.2 吸收塔底富液调节阀阀杆频繁断裂

尾气脱碳单元在运行过程中，溶液吸收CO2后，富液通过CO2吸收塔液位控制阀LV0301ABC送至富液闪蒸槽及溶液再生系统，富液在通过液位控制阀LV0301ABC时前后压差1.3MPa，由于压差过大，同时富液中有气体闪蒸，阀门容易发生气蚀，液位控制阀LV0301BC调节过程中受力过大，超出调节阀设计受力负载，导致阀杆断裂，阀芯脱落且无法在线交出，导致贫液、半贫液循环量无法达到设计值，直接影响了系统满负荷运行。

1.3 吸收塔压差偏高

自2016年12月至2017年6月5日投料试车，吸收塔上部压差均在10Kpa以下（吸收塔上段压降设计值为5Kpa）； 2017年6月24日装抢修完成后，开始进行系统负荷调整，在7月17日提负荷过程中，当入脱碳单元合成尾气量为60万Nm3/h时，CO2吸收塔上部压差已超过10Kpa；气量达到64万Nm3/h时，全塔压差上涨达到52Kpa（全塔压差设计值为30Kpa），上部压差达到48Kpa，塔出现轻微液泛。大检修经过对吸收塔塔内件进行拆检，发现吸收塔上段共18层规整填料堵塞严重，填料空隙全部被杂质堵死。

堵塞物质经过分析为活性炭和油类物质，造成压差高的原因有：（1）吸收塔LV0301CO2液位调节阀过量小，为了控制吸收塔液位，降低吸收塔下段半贫液量，造成下段气量与循环量不匹配，上段气量较大，造成上段填料拦液；（2）机械过滤器滤芯为聚酯材质，不抗碱液，滤芯发生溶解，污染溶液，未起到过滤作用；（3）活性炭过滤器原设计要求三个月更换一次，实际活性炭过滤器自开车投用达6个月未进行更换，使活性炭破碎严重，吸附效果低，未有效吸附费托尾气所携带油类物质；（4）贫液循环过滤量设计过小，原设计仅为200m3/h，按照贫液循环过滤量为系统溶液总循环量1/10考虑，贫液循环过滤量至少应该达到600m3/h；（5）吸收塔上部冷贫液正常运行温度为90℃，实际运行中87℃，低于设计指标，造成冷贫液出现结晶及杂质析出。

2 采取应对措施

（1）将冲洗水改为新鲜脱盐水，净化气分离液体单独送至费托合成单元油水分离器进行处理，既保护了机泵的机械密封，又避免分离液中的杂质和油进入系统，污染碱液。

（2）将二氧化碳吸收塔上段18层塔盘填料全部拆除并进行高压清洗回装，对部分损坏的填料进行更换。

（3）对吸收塔底部调节阀LV0301ABC结构进行改造，阀体底座增加开孔，进行多级减压，并对LV0301ABC增加前后切断阀及旁路阀。

（4）机械过滤器滤芯材质更换为聚芳硫醚（PPS），能耐PH=13碳酸钾溶液腐蚀和130℃设计温度。更换后效果明显，滤芯吸附效果见下图1：

（5）对3台活性炭过滤器活性炭全部进行更换。严格按照设计要求每三个月更换一次活性炭过滤器活性炭，确保去除有机物及发黏物质。

（6）增加一台600m3/h贫液过滤泵，确保满足贫液过滤循环量，有效去除系统杂质。

（7）加强工艺指标控制。在保证吸收效果的前提下，将冷贫液温度提至90℃以上，同时在系统加减负荷时，尽量避免气量波动过大，平稳操作，以防止吸收塔压差上涨过快，系统碱液泡高控制在30mm，消泡时间<5S，压差超标时及时加入消泡剂进行处理。

通过采取以上应对措施，目前基本解决了制约脱碳系统满负荷生产的瓶颈问题，确保脱碳装置长周期稳定运行。

参考文献：

[1]何欢.脱碳系统问题分析及整改措施[J].化肥设计，2014（02）：

50-53.

作者简介：张飞跃（1983-），男，宁夏银川人，本科，中级，研究方向：煤化工生产运行管理。