1.项目流程及现状
1.1工艺流程
焦炉煤气精制系统由预处理工序,TSA脱萘工序,压缩工序、水解脱硫工序组成。来自主管网的原料气首先经过脱油塔除去绝大部分焦油、洗油后,进入TSA工序脱除焦油、H2S、萘、氨及苯等,通过加压系统进行升压至20KPa,升压后的原料气进入有机硫转化系统,将有机硫转化成H2S后进行精脱硫,净化后的产品供应用户。
TSA脱萘工序再生气采用精制后的焦炉煤气,焦炉煤气经过再生加热器升温至℃去解吸,解吸后的气体中含有大量杂质,经冷却后去煤气管网。
循环再生焦炉煤气量-Nm3/h,出口压力20kPa,温度50~℃。
1.2项目现状
焦炉煤气精制系统承担着全厂精制焦炉煤气的精脱硫,设计要求出口H2S指标小于10mg/Nm3,按照项目设计技术要求,设计焦炉煤气精制系统原料气中杂质含量要求如下:
有机硫组成
该系统投运后原料气H2S指标频繁超过mg/Nm3,个别时段达到mg/Nm3,严重超出工艺要求,有机硫无法检测,是否超标不能确定。因焦炉煤气精制系统采用“变温吸附法(TSA)”净化工艺脱除焦炉煤气的H2S、萘等杂质。原料气中的硫化氢、萘、苯、氨、有机硫等杂质通过脱萘塔再生过程析出,通过冷却器底部排出,因为原料气中杂质超过设计指标,从冷却器析出的硫、萘等杂质大幅增加,经常造成冷却器堵塞,影响焦炉煤气精制系统运行,严重时影响到精制焦炉煤气的外供。
脱萘塔再生过程中值班人员定期用蒸汽对排污管疏通,造成能源浪费的同时污染环境,自年以来该系统冷却器每隔一个月要清理一次,严重时20天就要清理一次,增加安全风险、同时增加设备维护成本。
2.项目改造必要性
现有焦炉煤气精制系统冷却器工艺不能很好处理脏煤气因降温析出杂质的外排、处理问题,浪费了大量蒸汽能源,造成区域CO浓度超标,污染环境,区域异味严重;增加了运行岗位人员工作量,增加了设备运行维护成本;严重时影响到精制焦炉煤气外供。通过了解焦化部LNG脱硫工序与精制系统相似,LNG工序配套的冷却器运行至今未出现上述问题,通过对精制再生冷却器系统借鉴LNG工序冷却器改造施工,从而保证主线生产的稳定性及连续性,稳定主线生产、降低能源消耗、改良现场环境、降低劳动强度,提高经济效益。
现有再生冷却器系统再运行中存在诸多问题,无法确保焦炉煤气精脱硫系统长期稳定运行。通过改造可以消除区域CO浓度超标;可以解决环境污染,气味异常的问题;降低蒸汽能源消耗,提高运行效率;降低设备运行维护成本;确保精制焦炉煤气的稳定供应。
3.改造方案及内容
方案拟对再生气加热及冷却系统进行改造,对蒸汽凝结水进行回收,并减少冷却器堵塞。改造内容包括取消现有2台冷却器,增加新的冷却器,气液分离器、废液罐及排液泵各2台,系统详见流程图。
3.1再生气系统
在现有冷却器位置设置高架平台,平台从上向下依次布置冷却器,气液分离器及废液罐。设置2台排液泵将废液罐内污水送至焦化废水处理站。设备布置见附图。
3.1.1再生冷却器
再生冷却器选用管壳式气水换热器,卧式结构,冷却水走壳程,被冷却的煤气走管程。气体最大处理能力为Nm3/h.台(max),气体压力20kPa。
塔体设置蒸汽快速接口,便于定期维护清理,塔底设有去废液收集罐的排污口。所有介质管口采用法兰连接。
冷却水使用现有设施。冷却水回水主管设置调节阀,通过对水量的调节控制冷却器煤气出口温度,以减少堵塞现象。
数量:2台(1用1备)
直径:DN
材料:QR
煤气进出口温度:/60℃(出口温度可调)
回水水温:33/41℃
3.1.2气液分离器
气液分离器为立式结构,上、下部为椭圆形封头,底部设蒸汽加热器,气体处理能力为Nm3/h.台(max),材料为QR。罐体保温,蒸汽接自现有管道。
含废液的煤气从中部进入气液分离器,煤气从顶部流出去煤气管网,凝液从底部排出进入废液收集罐。气液分离器所有介质管口采用法兰连接。
每台气液分离器设液位计,液位信号与排液泵启停联锁远,同时远传至主控室。
数量:2台(1用1备)
直径:DN1
材料:QR
3.1.3废液收集罐
废液罐为卧式结构,2台废液罐可以同时使用,也可单独使用。废液罐壳体保温并设置放散口及蒸汽吹扫口。废液罐设液位计,液位信号与排液泵启停联锁远,同时传至主控室。塔体设置蒸汽快速接口,便于定期维护清理,使用时用橡胶管连接。
数量:2台
容积:4m3
直径:DN
材料:QR
3.1.4排液泵
增设2台排液泵将废水打回焦化废水处理站,泵与液位联锁启停。
水泵材质:S
流量:3m3/h
扬程:32m
功率:1.1kw
3.2再生加热器凝结水
目前加热器用蒸汽加热煤气,蒸汽压力1.5MPa,温度-℃。蒸汽经过加热器后温度仍然较高,拟在加热器出口乏汽管道上设置换热器对凝结水进行回收,就近排入循环水系统做补水。
换热器选用管壳式,卧式结构,冷却水走管程,乏汽走壳程。
数量:1台
乏汽量:5t/h
直径:DN
材料:QR
乏汽进出口温度:/40℃
冷却水量:50m3/h
冷却水供回水温:33/41℃
凝结水泵流量:3m3/h
水泵扬程:32m