专利名称：处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置和方法
技术领域：
本发明涉及低温甲醇洗粗煤气预冷系统，具体涉及一种处理低温甲醇洗粗煤气预 冷系统压差升高的装置和方法。
背景技术：
低温甲醇洗技术是一种物理吸收原理的气体净化工艺，它利用原料气中的酸性气 体在一定压力和较低温度下，在甲醇中具有较大溶解度的物理特性，以此来脱除原料气中 的酸性气体。低温甲醇洗技术被广泛应用于以煤(石油焦)、渣油、天然气等为原料生产合 成氨、城市煤气、制氢、合成甲醇、合成油、合成天然气或天然气净化制液化天然气等的气体 净化工艺中。低温甲醇洗工艺特别是鲁奇煤气化低温甲醇洗工艺，在粗煤气预冷系统存在如下 问题来自煤制气工序的粗煤气中含有饱和水、粉尘、高分子有机物等杂质，虽然已经经 过了分离，但也会有微量的成分进入换热器中，在降温过程中会有固体结晶析出。随着装置 运行时间的增加，固体结晶会越积越多，加之原料气中成分浓度发生变化，其反应生成物也 会附着在换热器流道壁上。例如，二氧化碳和氨在带压和较低温度情况下会反应生成氨基 甲酸铵结晶，一方面结晶附着在管壁上堵塞流道，另一方面腐蚀设备，应予以清除。再如，当 低温甲醇洗工况出现波动，气液分离罐液相进入气相管线，工艺原料气大量带液进入换热 器，冰点以下温度瞬间结冰，堵塞流道。以上原因造成的粗煤气携带杂质一道进入换热器 中，在换热器低温条件下析出固体附着在管道壁内，造成工艺气管道流通面积变小，流通受 阻，一方面换热器的化热效率下降，影响装置运行，另一方面造成通气量下降，系统压差升 高，更为严重时必须停车处理，影响企业的生产运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置， 以及压差升高的处理方法。本发明的装置和方法可以在不减负荷、不停车、不拆卸热交换器 的前提下实现粗煤气预冷系统的在线清洗处理。低温甲醇洗粗煤气预冷系统由一个热交换器和一个气液分离罐组成，工艺原料气 进气管连接热交换器原料气进口端，热交换器原料气出口端通过原料气连接管与气液分离 罐原料气进口端连接，气液分离罐原料气出口端连接工艺原料气出气管，气液分离罐底端 的煤气水出口端与煤气水出液管连接，本发明的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高 装置由两套粗煤气预冷系统并列组成，两套系统交替运行，一套系统运行，一套系统隔离备 用，并在每套系统的热交换器原料气进口端设有一条脱盐水冲洗管，每套系统的气液分离 罐煤气水出口端设有一条洗涤污水管。当其中一套系统发生问题时，将其隔离后再通入高 压高温脱盐水，利用脱盐水的压力和温度将附着在热交换器流道壁上的附着物融熔、冲刷、 剥落、带走，冲洗后的含有大量杂质的洗涤水进入气液分离罐，通过洗涤污水管送往后续工段处理。在上述两套系统中，在每套系统的工艺原料气进气管上都要设置进气管截止阀， 工艺原料气出气管上都要设置出气管截止阀。在上述两套系统中，在每套系统的进气管截止阀上都设置一根旁路管线，旁路管 线上设置均压阀门，以进行均压操作，在上述两套系统中，在每套系统的脱盐水冲洗管上都要安装脱盐水截止阀，在气 液分离罐底端的洗涤污水管上都要安装污水截止阀。在上述两套系统中，在每套系统的脱盐水冲洗管和原料气连接管的低位处都要安 装有导淋，在洗涤污水管的低位处都要安装放净阀，以防止该系统投用时，将存聚未排尽的 洗涤脱盐水带入系统，造成事故。在上述两套系统中，在每套系统的洗涤污水管和气液分离罐上均设有伴热管线， 以防止温度降低，洗涤脱盐水中的杂质固体物重新析出堵塞管道和设备，将洗涤后的富含 杂质的洗涤污水快速排出系统。上述技术方案中使用的洗涤介质可以是脱盐水，也可以是锅炉水，但要具备一定 的压力和温度，具体温度区间要和处理原料气中杂质的融溶温度相匹配，具体压力区间要 和装置工艺条件相匹配。上述技术方案中，热交换器不是仅局限于单一的换热器，可以是多种方式的换热 器，例如组合式列管式换热器。本发明还提供了一种运用上述装置处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的 方法，该方法的具体操作过程是设置有A、B两套粗煤气预冷系统，假设A系统出现压差升高、通气量减少的问题， 准备投用B系统，将A系统隔离出系统进行处理，按照以下步骤顺序进行1)、切换a.检查脱盐水冲洗管上的所有脱盐水截止阀、B系统洗涤污水管上的污水截止阀 都关闭到位；b.打开B系统旁路管线上的均压阀门进行均压；c.缓慢打开B系统热交换器的工艺冷介质进出口阀门；d.待A、B两系统均压完毕后，缓慢打开B系统工艺原料气进气管上的进气管截止 阀、工艺原料气出气管上的出气管截止阀，全开后关闭均压阀门，打开B系统气液分离罐底 部煤气水出液管阀门，关闭A系统气液分离罐底部煤气水出液管阀门；2)、隔离a.缓慢关闭A系统工艺原料气进气管上的进气管截止阀、工艺原料气出气管上的 出气管截止阀；b.关闭A系统热交换器的工艺冷介质进出口阀门；3)、冲洗a.打开A系统洗涤污水管上的放净阀，泄压至常压后关闭；b.打开A系统洗涤污水管上的污水截止阀；c.确认A系统的所有导淋关闭，打开脱盐水冲洗管上的脱盐水截止阀，对A系统进 行冲洗操作；
d.冲洗合格后，关闭脱盐水冲洗管上的脱盐水截止阀，打开脱盐水冲洗管和原料 气连接管上的导淋排水，排完水后上述导淋关闭；e.打开洗涤污水管放净阀，排完滞留在A系统内的洗涤用脱盐水，关闭放净阀；f. A系统备用。同样，B系统向A系统的切换、隔离、冲洗操作流程一样，只是将对应位置的设备、 阀门互换操作。上述处理方法中，冲洗过程中应保持洗涤用脱盐水或锅炉水的温度为100 130°C，并且冲洗需要持续8 10个小时。粗煤气中不仅含有焦油、萘等有机物，还含有饱和水和粉尘等杂质，它们随煤气进 入预冷系统，在一定的工艺条件下会在热交换器管道内附着，造成工艺气流通受阻，引起系 统压差升高。本发明提供的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置和方法可以在 线处理这些问题，通过向发生积聚堵塞的通路内通入高压高温脱盐水，利用脱盐水将附着 在流道壁上的附着物融熔、冲刷、剥落、带走，解决了工艺气管道流通面积变小，流通受阻， 系统压差升高，热交换器换热效率下降的问题，且效果明显。本发明在处理过程中不用拆卸设备，不停车，不减生产负荷，不影响生产稳定运 行；洗涤用的带压带温脱盐水或锅炉水来源广泛，不必额外再进行处理，引入系统即可使 用，不会对系统造成二次污染，操作简单，效果明显。
图1为本发明处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置的结构示意图；图中1/1'分别为A/B系统的工艺原料气进气管；la/la'分别为A/B系统的均 压阀门；lb/lb'分别为A/B系统的进气管截止阀；lc/lc'分别为A/B系统的旁路管线； 2/2'分别是A/B系统的脱盐水冲洗管；3/3’分别是A/B系统的脱盐水截止阀；4/4'分 别为A/B系统的热交换器；5/5'分别为A/B系统气液分离罐；6/6'分别为A/B系统的原 料气连接管；7/7'分别为A/B系统的工艺原料气出气管；8/8'分别为A/B系统的出气管 截止阀；9/9'分别为A/B系统的煤气水出液管；10/10'分别为A/B系统的洗涤污水管； 11/11'分别为A/B系统的污水截止阀；12/12'分别为A/B系统的伴热管线；13/13‘分别 为A/B系统的导淋；14/14'分别为A/B系统的放净阀；15/15'分别为A/B系统的工艺冷介 质进口阀门；16/16'分别为A/B系统的工艺冷介质出口阀门。
具体实施例方式针对低温甲醇洗粗煤气预冷系统出现压差高，通气量下降，热交换器换热效率下 降的问题，结合图1说明应用本发明处理该问题的具体实施方式
，但本发明并不仅限于此。从变换气冷却工段过来的37°C、26. 7bar (绝)，携带煤粉、饱和水蒸汽、CO2, NH4, 萘、焦油等高分子有机杂质的粗煤气，首先经过一次气液分离，而后进入一台热交换器，经 过一个气液分离罐，分离出来的煤气水送到煤气水处理工段，气相再回收一次系统冷量后， 进入低温甲醇酸性气体吸收脱除单元。由于预冷系统经常发生压差高，通气量下降，热交换器换热效率下降等问题，根据 本发明，将包括热交换器和气液分离罐在内的设备及管线设置为两个系统，如图1中的A系
6统和B系统，一个系统正常运行，另一个系统进行隔离冲洗，冲洗合格后隔离设置为备用。 当发生通气量下降，系统压差增大，换热效率下降时，两个系统按照一定的周期交替切换、 冲洗、隔离备用。采用压力20 50bar，温度90 120°C的锅炉给水作为洗涤介质，进入热 交换器的管程(含有饱和水汽和杂质的工艺原料气通道)，利用锅炉给水的压力和温度，将 附着在流道壁上的附着物杂质融溶、冲刷、剥落、带走，随后流入气液分离罐。由于气液分离 罐罐体设置有蒸汽伴热装置，所以冲刷下来的洗涤污水中的污物杂质不会析出固体结晶， 另外洗涤水高温带压，对气液分离罐内壁也起到冲刷、洗涤的作用，最后通过罐底的洗涤污 水管输送至废水处理工序。由于洗涤污水管上包有保温材料，所以洗涤污水不会析出结晶 堵塞管道。如图1所示A为原有工段，B为新增系统，假设A系统出现上述压差高、通气量减 少、热交换器换热效率下降的问题，准备投用B系统，将A系统隔离出系统进行处理，具体操 作流程如下1、切换1)检查总脱盐水冲洗管上的脱盐水截止阀及导淋，B系统脱盐水冲洗管2'上的 脱盐水截止阀3'及导淋13'，原料气连接管6'上的导淋13'，洗涤污水管10'上的污水 截止阀11'及放净阀14'是否都关闭到位。关闭到位后，打开B系统旁路管线Ic'上的均 压阀门Ia'均压。2)打开B系统热交换器4'上的工艺冷介质进口阀门15'，工艺冷介质出口阀门 16'。3)均压完成后，打开B系统工艺原料气进气管1'上的进气管截止阀Ib'，工艺原 料气出气管7'上的出气管截止阀8'，关闭均压阀门Ia'。4)打开B系统气液分离罐5'底部煤气水出液管9'上的阀门，关闭A系统气液分 离罐5底部煤气水出液管9上的阀门。2、隔离1)缓慢关闭A系统工艺原料气进气管1上的进气管截止阀lb，工艺原料气出气管 7上的出气管截止阀8，同时观察流量有无指标，如有阻气现象则暂停隔离。2)关闭A系统热交换器4上的工艺冷介质进口阀门15，工艺冷介质出口阀门16。3、冲洗1)打开A系统洗涤污水管10上的放净阀14，泄压至常压后关闭。2)打开A系统洗涤污水管10上的污水截止阀11。3)确认A系统的所有导淋13关闭，打开脱盐水冲洗管2上的脱盐水截止阀3，对 A系统进行冲洗操作，保持冲洗用水的温度在102°C，冲洗8小时。4)冲洗合格后，关闭脱盐水冲洗管2上的脱盐水截止阀3，打开脱盐水冲洗管2和 原料气连接管6上的导淋13排水，排完水后上述导淋13关闭。5)打开洗涤污水管10放净阀14，排完滞留在A系统内的洗涤用脱盐水，关闭放净 阀14。6) A系统备用。同样，B系统向A系统的切换、隔离、冲洗操作流程一样，只是将对应位置的设备、 阀门互换操作。
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本发明已经应用于解决天脊煤化工集团有限公司低温甲醇洗粗煤气预冷系统中 出现的压差高，通气量下降，热交换器换热效率下降的问题中。本发明方法被制定成一项周 期性的工艺操作，通过定期进行本发明上述操作，大大提高了低温甲醇洗装置的运行周期， 从根本上解决了由于预冷系统堵塞问题造成的装置减产、停产问题，收到了很好的效果。
权利要求
1. 一种处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置，包括由一个热交换器和一个 气液分离罐组成的粗煤气预冷系统，工艺原料气进气管连接热交换器原料气进口端，热交 换器原料气出口端通过原料气连接管与气液分离罐原料气进口端连接，气液分离罐原料气 出口端连接工艺原料气出气管，气液分离罐底端的冷凝液出口端与冷凝液出液管连接，其 特征是该装置由两套粗煤气预冷系统并列组成，两套系统交替运行，在每套系统的热交换 器原料气进口端设有一条脱盐水冲洗管，每套系统的气液分离罐冷凝液出口端设有一条洗 涤污水管。
2.根据权利要求1所述的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置，其特征是 在工艺原料气进气管上设置进气管截止阀，在工艺原料气出气管上设置出气管截止阀。
3.根据权利要求2所述的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置，其特征是 在进气管截止阀上设置一根旁路管线，旁路管线上设置均压阀门。
4.根据权利要求1所述的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置，其特征是 在脱盐水冲洗管上安装有脱盐水截止阀，在气液分离罐底端的洗涤污水管上安装有污水截 止阀。
5.根据权利要求1所述的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置，其特征 是在脱盐水冲洗管和原料气连接管的低位处安装有导淋，在洗涤污水管的低位处安装放净阀。
6.根据权利要求1所述的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置，其特征是 在洗涤污水管和气液分离罐上设有伴热管线。
7.—种处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的方法，其特征是该方法设置有A、B 两套粗煤气预冷系统，并按照以下步骤顺序进行1)、切换a.检查脱盐水冲洗管上的所有脱盐水截止阀、B系统洗涤污水管上的污水截止阀都关 闭到位；b.打开B系统旁路管线上的均压阀门进行均压；c.缓慢打开B系统热交换器的工艺冷介质进出口阀门；d.待A、B两系统均压完毕后，缓慢打开B系统工艺原料气进气管上的进气管截止阀、 工艺原料气出气管上的出气管截止阀，全开后关闭均压阀门，打开B系统气液分离罐底部 冷凝液出液管阀门，关闭A系统气液分离罐底部冷凝液出液管阀门；2)、隔离a.缓慢关闭A系统工艺原料气进气管上的进气管截止阀、工艺原料气出气管上的出气 管截止阀；b.关闭A系统热交换器的工艺冷介质进出口阀门；3)、冲洗a.打开A系统洗涤污水管上的放净阀，泄压至常压后关闭；b.打开A系统洗涤污水管上的污水截止阀；c.确认A系统的所有导淋关闭，打开脱盐水冲洗管上的脱盐水截止阀，对A系统进行冲 洗操作；d.冲洗合格后，关闭脱盐水冲洗管上的脱盐水截止阀，打开脱盐水冲洗管和原料气连接管上的导淋排水，排完水后上述导淋关闭；e.打开洗涤污水管放净阀，排完滞留在A系统内的洗涤用脱盐水，关闭放净阀；f.A系统备用。
8.根据权利要求7所述的处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的方法，其特征是 所述的冲洗持续8 10个小时。
全文摘要
处理低温甲醇洗粗煤气预冷系统压差升高的装置和方法，该装置由两套粗煤气预冷系统并列组成，每套系统包括一个热交换器和一个气液分离罐，两套系统交替运行，在每套系统的热交换器原料气进口端设有一条脱盐水冲洗管，每套系统的气液分离罐冷凝液出口端设有一条洗涤污水管。当其中一套系统发生问题时，将其隔离后再通入高压高温脱盐水，利用脱盐水的压力和温度将附着在热交换器流道壁上的附着物融熔、冲刷、剥落、带走，冲洗后的含有大量杂质的洗涤水进入气液分离罐，通过洗涤污水管送往后续工段处理。本发明的装置和方法可以在不减负荷、不停车、不拆卸热交换器的前提下实现粗煤气预冷系统的在线清洗处理。
文档编号F28G9/00GK102003915SQ20101053684
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者丁明公, 李录彦, 王建冬, 王轶君 申请人:天脊煤化工集团股份有限公司