一种低温甲醇洗原料气预冷却器清洗装置及工艺的制作方法

本发明属于煤化工生产技术领域，涉及一种清洗装置，特别是涉及一种碎煤加压气化制氨工艺低温甲醇洗工序粗煤气预冷器清洗的工艺方法及装置。

背景技术：

低温甲醇洗工艺是一种适用于处理含高浓度酸性气体的净化工艺，具有净化度高、选择性好、脱硫脱碳可分段、有选择性地进行的优点，因此成为目前煤化工项目净化工序普遍采用的工艺气体洗涤净化流程。该工艺采用物理吸收法，以甲醇作为酸性气体吸收液，利用甲醇在-60℃左右的低温条件下对酸性气体溶解度极大的物理特性，选择性吸收原料气中的h2s、co2及各种有机硫等杂质。

实际工业化应用中，由于碎煤加压气化温度低，致使气化过程的产物中含有一定数量的焦油、石脑油、萘等副产物，混合于煤气水和粗煤气中，一般都增设有煤气水处理工序专门用于含油煤气水净化处理工序。含有上述副产物的粗煤气经过热量回收、变换工序和冷却工序后，粗煤气温度降至（37-40）℃，进入低温甲醇洗净化装置，在粗煤气预冷器中与净化气、冷冻液氨换热后，降温至（6-8）℃，在此低温工况条件下，上述副产物极易低温条件下结晶析出附着在管壁上，堵塞粗煤气通道，造成换热器阻力增大，换热效果下降，严重影响装置正常运行。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种低温甲醇洗原料气预冷却器清洗装置及工艺，该装置充分利用碎煤加压气化煤气水工序处理后的煤气水循环于低温甲醇洗净化工序粗煤气预冷器清洗，其煤气水具有高温、高压、碱性等特点，可以实现在线处理碎煤加压气化净化工序粗煤气预冷器堵塞问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种低温甲醇洗原料气预冷却器清洗装置，包括：

洗涤煤气水处理工序装置，设有洗涤水出水口和洗涤水回水口，用于提供清洗所用的高温、高压煤气水；

粗煤气预冷器，一开一备，每个粗煤气预冷器上设有洗涤水进水口、粗煤气进气口、冷媒介进口、冷媒介出口、以及出液口；洗涤水进水口通过洗涤水进水管与所述洗涤煤气水处理工序装置的洗涤水出水口连通，并在所述洗涤水进水管上依次设有洗涤水进水总阀、泄压阀、以及用于控制洗涤水流入相应粗煤气预冷器的洗涤水进水阀；粗煤气进气口通过粗煤气输送管向所述粗煤气预冷器中输送待预冷粗煤气，并在所述粗煤气输送管上设有粗煤气进口气相阀门；冷媒介进口通过冷媒介进气管向所述粗煤气预冷器中输送冷媒介，并在所述冷媒介进气管上设有冷媒介进口管线阀门；冷媒介出口通过冷媒介出气管将换热后的冷媒介输出，并在所述冷媒介出气管上设有冷媒介出口管线阀门；

底部均设有加热组件的气液分离器，一开一备，两个气液分离器之间通过充压管线连通，并在所述充压管线上设有系统充压阀，每个气液分离器上还设有进液口和粗煤气出气口，在加热组件上设有蒸汽进口、凝液出口、分离液出口、产水出口；进液口与所述粗煤气预冷器的出液口连通，粗煤气出气口通过粗煤气输出管与粗煤气脱硫工序装置连通，并在所述粗煤气输出管上设有用于控制相应气液分离器中粗煤气输出量的粗煤气出口气相阀门；蒸汽进口通过蒸汽管线向分离器锅底内输入伴热蒸汽，并在所述蒸汽管线上设有伴热蒸汽阀；凝液出口通过凝液管线将蒸汽冷凝产生的伴热凝液输出，并在所述凝液管线上设有伴热凝液阀；分离液出口通过设有液相排液阀的排液管将分离出的含有煤气水输送至洗涤煤气水工序装置进行净化处理（其中，正常运行时产生的煤气水也去煤气水净化工序，只不过和洗涤后的煤气水所去位置不同）；洗涤产水出口通过洗涤水回水管与所述洗涤煤气水处理工序装置的洗涤水回水口连通，并在所述洗涤水回水管上设有洗涤水回水阀、导淋阀、洗涤水回水管总阀。

本发明中的粗煤气预冷器和气液分离器及所连接管道和阀门组为双系列配置，正常运行时实行一开一备，当发生堵塞非正常情况时,在线切换至备用系列，在线隔离堵塞系列，投运本发明在线清洗处理堵塞系列的问题。

本发明中涉及气液分离器底部设置的加热组件，加热组件为加热盘管或者伴热夹套，用于防止夹带焦油、石脑油等污染物的洗涤污液温度降低后，上述污染物冷凝、析出、结晶、致使洗涤污液流动性变差，影响排液。

作为一种优选实施方式，所述冷媒介为冷合成气和/或冷冻液氨，所述换热后的冷媒介为合成气和/或氨气。

作为一种优选实施方式，在所述气液分离器上还设有液位计。

另一方面，本发明还公开了一种低温甲醇洗原料气预冷却器清洗工艺，其特征在于：将洗涤煤气水处理工序产生的高温、高压、碱性煤气水接入粗煤气预冷器中，对因粗煤气流通而附着在粗煤气预冷器管程侧壁上的附着物进行在线洗涤，洗涤液经气液分离器进行含油污洗涤水的净化处理，分离产生的合格产水继续流至洗涤煤气水处理工序进行闭合循环。进一步地，洗涤煤气水处理工序产生的煤气水的温度为:110℃，压强:3.6mp，ph值为7~10。

本发明中的洗涤煤气水处理工序是指通常碎煤加压气化装置配备的煤气水处理工序，专门用于含油煤气水净化处理工序，其合格产水的其中一部分循环用于本发明工艺使用用于在本发明中，其作用是在线完成粗煤气预冷器洗涤后的污煤气水的净化和再生循环。

由碎煤加压气化配置的煤气水处理工序产出的合格高温、高压煤气水，接入粗煤气预冷器入口气相管线中，高温高压煤气水通过阀门控制进入煤气预冷器管程侧的粗煤气通道，在高温、高压、ph碱性条件下，通过溶解、冲刷、洗涤等作用力清除附着在粗煤气预冷器管程侧内壁的焦油、石脑油、萘等附着物，洗涤液夹带洗涤下来的杂质附着物，随粗煤气出口管线排至气液分离器，最后通过气液分离器底部管线输送至碎煤加压气化煤气水净化处理工序，完成含油污洗涤水的净化处理，然后处理合格的产水循环作为低温甲醇洗工序粗煤气预冷器清洗介质使用，洗涤过程采用碎煤加压气化自产的煤气水闭合循环，全程无外排，极大提高了装置的经济性。

作为一种优选实施方式，当低温甲醇洗装置粗煤气预冷器系列出现堵塞问题，预冷器压差增大，过气量减少时，依次完成备用系列切换，隔离堵塞系列，堵塞系列水冲洗，水冲洗结束四个步骤，相关操作方法分别为：

（1）备用系列切换

a.检查备用系列的洗涤水洗涤水上水阀和洗涤水回水阀关闭，气液液相排液阀关闭；

b.打开系统充压阀，两个系列均压；

c.均压结束，缓慢打开粗煤气预冷器壳程侧冷媒介进、出口管线阀门和管程侧的粗煤气进、出口气相阀门，直至全开；

d.关闭系统充压阀，投运备用系列气液分离器液相排液阀；

（2）堵塞系列隔离

a.关闭堵塞系列粗煤气预冷器壳程侧冷媒介进、出口管线阀门和管程侧的粗煤气进、出口气相阀门及气液分离器底部液相排液阀，将堵塞系列隔离；

b.将堵塞系泄压至0mpa后，关闭泄压阀；

（3）堵塞系列水冲洗

a.关闭堵塞系列的关闭堵塞系列的洗涤水入口管线排液导淋阀，关闭洗涤水回水就地导淋；

b.打开洗涤水回水管总阀、堵塞系列洗涤水回水阀、洗涤水进水阀，缓慢打开洗涤水进水总阀，控制洗涤水进量；中控观察气液分离器液位指示li1/2，当液位上涨，且入口压力较低时，稍开系统充压阀，系统充压至0.25-0.35mpa，动态调整洗涤水进水总阀2开度，平衡气液分离器液位，避免超压和液位大幅波动，保持系统压强相对稳定；

c.进行冲洗，冲洗时间根据具体实际情况确定，一般为（4-7）h，冲洗过程，中控要注意冲洗压力及各液位变化情况，严禁超压、满液；

（4）水冲洗结束

a.冲洗合格后，关闭洗涤水进水总阀2；

b.缓慢调整系统充压阀对系统充压，加速系统内积水排液；

c.完成彻底排液后，关闭系统充压阀、洗涤水回水阀、洗涤水回水管总阀，随后逐渐全开泄压阀、洗涤水上回水就地导淋。

上述清洗操作方法中，驱动洗涤介质循环回用，采用了无动力驱动冲洗，充分利用低温甲醇洗预冷工序系统压力、洗涤用煤气水压力及下游煤气水净化处理工序背压之间的压力差，可以实现不停车在线清洗,降低新鲜水耗成本，同时可以实现洗涤污染物零排放，具有高效、快速、绿色循环、节能的创新性和通用性，本发明工业化实施具有很好的经济效益和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的工艺流程图。

图中：

设备阀门：1、泄压阀/洗涤水上水导淋阀；2、洗涤水进水总阀；3a/3b、冷媒介进口管线阀门；4a/4b、冷媒介出口管线阀门；5a/5b、粗煤气进口气相阀门；6a/6b、粗煤气出口气相阀门；7a/7b、伴热蒸汽阀；8a/8b、伴热凝液阀；9a/9b、液相排液阀；10a/10b、洗涤水回水阀；11a/11b、洗涤水进水阀；12、系统充压阀；13、洗涤水回水管总阀；14、洗涤水回水就地导淋；

设备：1a/1b、粗煤气预冷器；2a/2b、气液分离器；x、洗涤煤气水处理工序装置；

工艺物流：h、粗煤气；p、冷合成气和冷冻液氨；s、合成气和氨气；m/m”、伴热蒸汽；n/n”、伴热凝液；

工序：x、洗涤煤气水处理工序；y、粗煤气脱硫工序；z、煤气水工序。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示的低温甲醇洗原料气预冷却器清洗装置，包括：洗涤煤气水处理工序装置x、粗煤气预冷器1a开/1b备、气液分离器2a开/2b备；洗涤煤气水处理工序装置x上设有洗涤水出水口和洗涤水回水口，用于提供清洗所用的高温、高压循环煤气水；粗煤气预冷器，1a开1b备，每个粗煤气预冷器上设有洗涤水进水口、粗煤气进气口、冷媒介进口、冷媒介出口、以及出液口；洗涤水进水口通过洗涤水进水管与所述洗涤煤气水处理工序装置x的洗涤水出水口连通，并在所述洗涤水进水管上依次设有洗涤水进水总阀2、泄压阀1、以及用于控制洗涤水流入相应粗煤气预冷器1a/1b的洗涤水进水阀11a/11b；粗煤气进气口通过粗煤气输送管向所述粗煤气预冷器1a/1b中输送待预冷粗煤气，并在所述粗煤气输送管上设有粗煤气进口气相阀门5a/5b；冷媒介进口通过冷媒介进气管向所述粗煤气预冷器1a/1b中输送冷合成气和冷冻液氨，并在所述冷媒介进气管上设有冷媒介进口管线阀门3a/3b；冷媒介出口通过冷媒介出气管将换热后的合成气和氨气输出，并在所述冷媒介出气管上设有冷媒介出口管线阀门4a/4b；底部均设有伴热夹套的气液分离器，2a开2b备，两个气液分离器2a/2b之间通过充压管线连通，并在所述充压管线上设有系统充压阀12，每个气液分离器2a/2b上还设有进液口和粗煤气出气口，在伴热夹套上设有蒸汽进口、凝液出口、分离液出口、产水出口；进液口与所述粗煤气预冷器1a/1b的出液口连通，粗煤气出气口通过粗煤气输出管与粗煤气脱硫工序装置连通，并在所述粗煤气输出管上设有用于控制相应气液分离器中粗煤气输出量的粗煤气出口气相阀门6a/6b；蒸汽进口通过蒸汽管线向伴热夹套内输入伴热蒸汽，并在所述蒸汽管线上设有伴热蒸汽阀7a/7b；凝液出口通过凝液管线将蒸汽冷凝产生的伴热凝液输出，并在所述凝液管线上设有伴热凝液阀8a/8b；分离液出口通过设有液相排液阀9a/9b的排液管将分离出的含有煤气水输送至洗涤煤气水工序装置x进行净化处理；产水出口通过洗涤水回水管与所述洗涤煤气水处理工序装置x的洗涤水回水口连通，并在所述洗涤水回水管上设有洗涤水回水阀10a/10b、导淋阀14、洗涤水回水管总阀13；在所述气液分离器2a/2b上还设有液位计。

本发明中的粗煤气预冷器和气液分离器及所连接管道和阀门组为双系列配置，正常运行时实行一开一备，当发生堵塞非正常情况时,在线切换至备用系列，在线隔离堵塞系列，投运本发明在线清洗处理堵塞系列的问题。

本发明中涉及气液分离器底部设置的伴热夹套，用于防止夹带焦油、石脑油等污染物的洗涤污液温度降低后，上述污染物冷凝、析出、结晶、致使洗涤污液流动性变差，影响排液。

其工艺过程为，由碎煤加压气化配置的煤气水处理工序产出的合格高温、高压煤气水，接入粗煤气预冷器入口气相管线中，高温高压煤气水通过阀门控制进入煤气预冷器管程侧的粗煤气通道，在高温、高压、ph碱性条件下，通过溶解、冲刷、洗涤等作用力清除附着在粗煤气预冷器管程侧内壁的焦油、石脑油、萘等附着物，洗涤液夹带洗涤下来的杂质附着物，随粗煤气出口管线排至气液分离器，最后通过气液分离器底部管线输送至碎煤加压气化煤气水净化处理工序，完成含油污洗涤水的净化处理，然后处理合格的产水循环作为低温甲醇洗工序粗煤气预冷器清洗介质使用，洗涤过程采用碎煤加压气化自产的煤气水闭合循环，全程无外排，极大提高了装置的经济性。

当低温甲醇洗装置粗煤气预冷器系列出现堵塞问题，预冷器压差增大，过气量减少时，依次完成备用系列切换，隔离堵塞系列，堵塞系列水冲洗，水冲洗结束四个步骤，相关操作方法分别为：

（1）b系列切换

a.检查b系列洗涤水进水阀11b、洗涤水回水阀10b关闭，气液分离器2b液相排液阀9b关闭；

b.打开系统充压阀12，两个系列均压；

c.b系列均压结束，缓慢打开b系列粗煤气预冷器壳程侧冷媒介进口管线阀门3b、冷媒介出口管线阀门4b和管程侧的粗煤气进口气相阀门5b、粗煤气出口气相阀门6b，直至全开；

d.关闭系统充压阀12，投运b系列气液分离器液相排液阀9b；

（2）a系列隔离

a.关闭a系列粗煤气预冷器壳程侧冷媒介进口管线阀门3a、冷媒介出口管线阀门4a和管程侧的粗煤气进口气相阀门5a、粗煤气出口气相阀门6a及气液分离器底部液相排液阀9a，将a系列隔离；

b.通过打开泄压阀1，将a系泄压至0mpa后，关闭泄压阀1；

（3）a系列水冲洗

a.关闭洗涤水上水导淋阀1，关闭洗涤水回水就地导淋14；

b.打开洗涤水回水管总阀13、a系列洗涤水回水阀10a、洗涤水进水阀11a，缓慢打开洗涤水进水总阀2，控制洗涤水进量；中控观察气液分离器液位指示li1/2，当液位上涨，且入口压力较低时，稍开系统充压阀12，系统充压至0.25-0.35mpa，动态调整洗涤水进水总阀2开度，平衡气液分离器液位，避免超压和液位大幅波动，保持系统压强相对稳定；

c.进行冲洗，冲洗时间根据具体实际情况确定，一般为（4-7）h，冲洗过程，中控要注意冲洗压力及各液位变化情况，严禁超压、满液；

（4）水冲洗结束

a.冲洗合格后，关闭洗涤水进水总阀2；

b.缓慢调整系统充压阀12对系统充压，加速系统内积水排液；

c.完成彻底排液后，关闭系统充压阀12、洗涤水回水阀10a、洗涤水回水管总阀13，随后逐渐全开泄压阀1（即洗涤水上水倒淋阀）和洗涤水回水就地导淋阀14。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。