聚乙二醇二甲醚在甲醇生產(chǎn)中的應用

工翟應用石油化工設計Petrochemical Desig2008,25(2)51~54聚乙二醇二甲醚在甲醇生產(chǎn)中的應用李正西1,秦旭東2,宋洪強2,吳錫章2,錢(qián)明貍2(1.中石化金陵分公司煉油廠(chǎng),江蘇南京21003;2.江蘇天音化工有限公司,江蘇宜興214262)摘要:文章敘迷了聚乙二醇二甲醚在甲醇生產(chǎn)中的應用并介紹了脫硫、脫碳流程和相關(guān)的節能措施。關(guān)鍵詞:聚乙二醇二甲醚;甲醇;氣體脫硫;脫碳聚乙二醇二甲醚(NHD)溶劑是一種新型高效兗礦國泰化工有限公司甲醇凈化中NHD脫脫硫脫碳溶劑,主要成分是聚乙二醇二甲醚的混硫的工藝流程見(jiàn)圖12合物分子式為H3CO(CHCH2O)nCH3,n=2-8。該公司甲醇凈化脫硫于2005年10月投入試通常為淡黃色液體,接近中性,化學(xué)穩定性和熱穩生產(chǎn)。到200年已經(jīng)超過(guò)設計能力,從實(shí)際操作定性好。無(wú)毒,不污染環(huán)境蒸氣壓低,比熱容低,數據看,大部分工藝指標優(yōu)于設計值,表1是2005粘度小。再生能耗少,對鋼材無(wú)腐蝕性。年10月脫硫裝置的運行情況。甲醇生產(chǎn)中的脫硫脫碳是個(gè)十分重要的工表1脫硫裝置運行情況序我國南化集團研究院把ND脫硫脫碳凈化技項目設計值實(shí)際值入塔氣量/(m3hl)術(shù)用于甲醇生產(chǎn)中做了大量的工作并取得了寶溶液循環(huán)量(m,h-1)貴的設計經(jīng)驗和操作經(jīng)驗。出塔Hs(pL4再生度/(mg“L-1)1脫硫水含量,%054甲醇生產(chǎn)要求凈化氣含硫量低,NHD溶劑脫甲醇產(chǎn)量/(t·h硫(包括無(wú)機硫和有機硫)溶解度大,對二氧化碳由表1可知除再生度一項指標外,其它各項選擇性好而且№D脫硫后再串聯(lián)№D脫碳,仍工藝指標均優(yōu)于設計值。然是脫硫過(guò)程的延續。合成氨裝置和甲醇裝置用溶液循環(huán)量是脫硫泵加壓提供的進(jìn)脫硫塔的NHD脫硫脫碳的生產(chǎn)數據表明,經(jīng)NHD法凈化NHD溶液量,從表1可知實(shí)際操作的循環(huán)量與設后凈化氣總硫體積分數小于0.1/L,再設置精計值基本一致,但脫硫塔出口H2S含量遠低于設脫硫裝置,總硫體積分數可小于0.05μL/L,滿(mǎn)足計值,說(shuō)明循環(huán)量實(shí)際值還可以減少。但從脫硫甲醇生產(chǎn)的要求l泵的設備性能和保護脫碳溶液方面考慮,實(shí)際生若原料氣含硫較高,其脫硫部分可采用常溫產(chǎn)中沒(méi)有對脫硫循環(huán)量過(guò)多的減少。溶液再生度是指從再生塔底流出的貧液中下選擇性吸收硫化氫、硫化氫濃縮及硫化氫再生的三塔流程配以?xún)杉夐W蒸。原料氣HS體積分12S的量。再生度低,有利于氣體吸收。從表1可數為1.0%時(shí),經(jīng)NHD脫硫后,凈化氣中總硫體積以看出,再生度實(shí)際值高于設計值,但并沒(méi)有影響分數小于1山L/L,同時(shí)得到硫化氫體積分數大于脫硫塔出口H2S指標。再生度高的原因是:目前30%的再生氣,送克勞斯裝置制取硫磺若原料氣含硫較低,其脫硫部分可省略濃縮中國煤化工塔,采用吸收、再生的二塔流程,配以?xún)杉夐W蒸,經(jīng)THeCNMHG空化人為中國石油大學(xué)化NHD脫硫后,凈化氣中總硫體積分數同樣可以小工學(xué)院),高級工程師。長(cháng)期從事石油化工工作。聯(lián)于系電話(huà):025-8547344石油化工設計第25卷脫硫再生塔操作方面存在一些問(wèn)題,再生塔頂酸力,容易造成再生塔液位的波動(dòng),所以目前操作人性氣壓力控制得較高。如果刻意降低酸性氣壓?jiǎn)T控制酸性氣壓力較高。脫硫氣變換氣LEC圖1NHD脫硫的工藝流程示意P-脫硫泵;P-脫硫富液泵;B-回流水泵;們-脫硫塔;T2-濃縮塔;T3-再生塔;Ⅵ-閃蒸槽;V2-酸性氣分離器;V3回流水槽;C1-閃蒸汽壓縮機;E1、E-溶液換熱器;E、E5-蒸汽加熱器;B6E7、E8、E-水冷卻器實(shí)際操作中的NHD溶液水含量小于設計值。脫碳的同時(shí),也可以一次把氣體中的有機硫一起事實(shí)證明:如果水含量超過(guò)5%,吸收效果將會(huì )降脫除下來(lái)。低,容易造成脫硫塔H2S出口指標高;若水含量過(guò)3ND脫除有機硫情況低又不利于酸性氣的閃蒸。所以,水含量通常用回流水的量來(lái)進(jìn)行控制,一般控制在3%~5%較項目有機硫脫前原種類(lèi)化氣/脫除另一種方法計算的脫為合適。c0s16.621號1(1)C017.7800999.49.82脫除CO1號-1(2)cos19.000.049799.897有人對變換各段COS的脫除進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)測2號10825.252858.1901694.31(平均)定,結果表明,變換一段COS轉化率為90%左右,1號甲硫醇213.352.769.764,17變換三段COS轉化率為98%左右。表2為幾個(gè)不1號1甲硫醇273.76114959同工廠(chǎng)的COS轉化率測定數據。2號甲硫醇2541.5599.3990.712號1甲硫醇248.511.159.5145表2變換工程不同部位os測定結果(x10-6進(jìn)口C5一段出口二段出口三段2.463脫碳甲醇生產(chǎn)對脫硫脫碳要求比較寬松,當前各當單醇或聯(lián)醇的生產(chǎn)企業(yè)選擇部分變換工藝種脫碳方法都能達到所要求的凈化度。但使用典時(shí),變換催化劑的COs轉換率是不夠的,特別是單型的物理吸收方法——NHD法更能體現其能耗醇廠(chǎng)要充分重視這一問(wèn)題。但C-M系耐硫變低的優(yōu)點(diǎn)。應該指出,ND對一氧化碳和二氧化換催化劑的COS轉化率要優(yōu)于Fe-Cr系高變催碳具有良好的吸收選擇性。甲醇裝置中,采用化劑;當加上適量的中溫水解催化劑時(shí),有機硫轉NHD法脫二氧化碳時(shí),一氧化碳的損耗僅為化率可達到99%左右,這樣可滿(mǎn)足精脫硫工段入0.6中國煤化二精制一氧化碳的口氣體中COS含量小于10×10-的要求羰基中國石化金陵分公司研究院對天音化工有限CNMH集團研究院在公司生產(chǎn)的NHD應用于脫除有機硫的評價(jià)試驗,NHD脫碳工藝中采用了大量節能措施。另外,甲結果見(jiàn)表3。從表3可知,應用NHD在進(jìn)行脫硫醇生產(chǎn)中的脫碳工藝不需要回收二氧化碳,更有第25卷李正西等.聚乙二醇二甲醚在甲醇生產(chǎn)中的應用利于NHD脫碳裝置的節能優(yōu)化。二氧化碳,冷卻進(jìn)塔氣后,可供各種用途。3.1節能流程常解液由“U”型管去下部氣提段,向下流經(jīng)填近年來(lái),在流程安排和設備結構上的創(chuàng )新進(jìn)料層,與氣提空氣(或氮氣)逆流接觸,溶液得到再步降低了能耗。傳統的NHD脫碳流程(如圖2生,經(jīng)貧液泵加壓氨冷器冷卻,送入脫碳塔,重新所示)與新穎的NHD脫碳節能流程(如圖3所示)用于吸收二氧化碳。南化集團研究院為山西豐喜可作比較。集團臨猗分公司一分廠(chǎng)120kta合成氨提供NHD高閃氣(返回壓縮機)法脫碳技術(shù),已采用了這種新穎的節能流程工藝,于2001年11月27日一次開(kāi)車(chē)成功,取得了明顯的節能效果,各項技術(shù)經(jīng)濟指標都達到設計要求如表4所示。原料氣表4臨猗一分廠(chǎng)NHD脫碳系統工藝指標低閃氣設計指標生產(chǎn)數據凈化氣處理氣量/(m3h)7026371000脫碳壓力/MPa圖2傳統的NHD脫碳流程脫碳溫度/℃換熱器;2-脫硫塔;3-氮冷器;4-高壓閃溶液循環(huán)量/(m3h")原料氣(體積分數)CO2,%28.8低壓閃蒸器;6-富液泵;7-貧液泵;8-氣提塔;凈化氣(體積分數)CO2,%9-換熱器;10-空氣鼓風(fēng)機常解氣(體積分數)CO2,%>98.5>%8.5變換氣「高閃氣放空噸氨電耗(含冰機,無(wú)透率)/(kWh)1332設計新穎的常解氣氣提塔貧液在設備結構上,設計了新穎的立式常壓解吸段(代替低壓閃蒸槽),放在氣提塔上部,形成一個(gè)整體的常解氣氣提塔,利用高壓閃蒸槽的靜壓頭和位壓頭,把高壓閃蒸液直接壓入常解氣氣提塔常解段,從而去掉富液泵,以120kUa、1.9MPa脫碳裝置、電價(jià)0.21元/(kW·h)計,節省了20萬(wàn)元投脫碳氣資和每年60萬(wàn)元電費,并簡(jiǎn)化了操作。由于甲醇圖3節能NH脫碳流程生產(chǎn)的NHD工藝不需要回收二氧化碳,立式常壓1-壓縮機;2-換熱器,3-脫碳塔;4-氮冷器:5-閃蒸槽;解吸段可以設計得小一些,不必苛求解吸出來(lái)的6-低閃氣提塔;7-貧液泵;8-換熱器;9-鼓風(fēng)機二氧化碳純度。變換氣與高閃氣混合,經(jīng)壓縮機壓縮,進(jìn)人換3.3氣提方式由鼓風(fēng)機改為引風(fēng)熱器被常解氣和脫碳氣冷卻,分離掉冷凝水后,與傳統的鼓風(fēng)方式不同,節能流程把氣提方從底部進(jìn)入脫碳塔。氣體在塔內向上流動(dòng)過(guò)程式由鼓風(fēng)改為引風(fēng)。氣提空氣(或氮氣)由鼓風(fēng)機中,與自上而下的NHD溶劑接觸氣流中的二氧經(jīng)空氣(或氮氣)冷卻器抽入常解氣氣提塔氣提化碳被吸收,剩余氣體從塔頂離開(kāi)脫碳塔,再經(jīng)過(guò)段,在空氣(或氮氣)冷卻器被氣提塔頂放空氣冷換熱器以冷卻進(jìn)塔氣然后去后面工序。卻,經(jīng)空氣水分離器排除冷凝水后,(或經(jīng)氮氣緩吸收了二氧化碳的富液,從脫碳塔底流出,然沖罐)進(jìn)入氣提段底部,氣提空氣(或氮氣)向上流后在閃蒸槽中閃蒸出富液中攜帶的大部分氫氣、經(jīng)填氮氣和部分二氧化碳閃蒸氣與變換氣混合,重返氣(或中國煤化工出來(lái)氣提空起,從氣提脫碳塔進(jìn)口。從閃蒸槽底部流出的閃蒸液仍含有段頂離CNMHG及鼓風(fēng)機后放大量的二氧化碳進(jìn)入常解氣提塔上部的常壓解空。若空分來(lái)的氮氣有足夠的壓力通過(guò)氣提段,吸段,進(jìn)一步在常壓下解吸,常解氣含98%以上的那么就不用鼓風(fēng)機了。54石油化工設計第25卷以120kt/a氨的NHD脫碳裝置為例,其結果在開(kāi)車(chē)初期脫碳溶液溫度達-20℃,遠小于設計是氣提空氣帶入系統的熱量減少了48%,約值氨冷卻器的氣氨壓力為0.08MPa(設計值為568Mh,水分減少了45%,從而減少了7kW的冰017MPa)。后來(lái)經(jīng)多次檢查判斷溶液溫度低的機電耗和289kg/h的脫水蒸汽消耗。原因是溶液循環(huán)量低,流量計顯示860m3/h,而實(shí)兗礦國泰化工有限公司甲醇凈化中的NHD際只有300m3/h左右,這種現象是儀表誤導造成脫碳的工藝流程見(jiàn)圖4。的,經(jīng)過(guò)調整,目前溶液溫度正常,接近設計值。脫碳溶液中的水含量主要來(lái)自脫硫氣,如果脫硫氣溫度高,容易帶水多,運行時(shí)間長(cháng)了,會(huì )導致水溶液含量增高,有時(shí)可高達7%,會(huì )造成NHD吸收CO2能力下降,影響脫碳塔的出口指標。兗礦國泰化工有限公司脫碳溶液再生采用了干燥的N2氣作為氣源來(lái)氣提再生,正常情況下可以達到自身的平衡。實(shí)踐證明,NHD氣體凈化技術(shù)是一種高效節能的物理脫硫脫碳工藝,具有吸收能力大、選擇性圖4NH脫碳的工藝流程示意們-脫硫塔;它-氣提塔;Ⅵ1-=閃蒸槽;V2-低壓閃蒸槽;好、流程簡(jiǎn)單、凈化度高、投資少、能耗低等優(yōu)點(diǎn)P-脫碳貧液泵;C-閃壓機;E-氮冷器;是以煤為原料生產(chǎn)合成氨、合成甲醇和合成醋酸E2E-氣體換熱器的一種經(jīng)濟合理的清潔生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)系統操兗礦NHD脫碳系統的生產(chǎn)情況見(jiàn)表5。作穩定,工藝技術(shù)成熟,經(jīng)濟效益明顯,溶液吸收衰5NHD脫碳系統的生產(chǎn)情況能力強,一次性?xún)艋润{,還能脫除有機硫。應該設計值說(shuō)傳統流程是很成功的。但在甲醇裝置新建改進(jìn)脫碳塔氣量/(m3h)115000120000進(jìn)脫碳塔NHID溶液量/(m3h-1)建中,若結合成熟的有效的經(jīng)驗和新穎的設計思脫碳塔溶液溫度/℃想深入優(yōu)化流程、設備,還可以進(jìn)一步節能降耗,溶液水含量,%脫碳塔壓力/MPa3,433.51取得顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。天然氣的脫硫脫碳塔出口CO2含量,%和甲醇生產(chǎn)等對總硫含量要求高的生產(chǎn)裝置,建甲醇產(chǎn)量/(th議可優(yōu)先考慮NHD法技術(shù)。從表5各項數據可以看出,各項指標基本優(yōu)于設計指標。脫碳溶液循環(huán)量實(shí)際值稍高于設計值但實(shí)參考文獻:[1]林民鴻NHID用于甲醇生產(chǎn)脫硫脫碳的技術(shù)進(jìn)展[門(mén)],氣體凈際的進(jìn)塔氣量比設計值高,且脫碳塔出口CO2的化,200,5(1):1-2含量比設計值低,說(shuō)明進(jìn)脫碳塔的溶液量是優(yōu)于(2]王宜元,趙蘭龍ND法脫除酸性氣體在甲醇凈化裝置中的設計值的。工業(yè)應用[C]甲醇設計和生產(chǎn)新技術(shù)交流研討會(huì )論文資料脫碳溶液溫度是指脫碳塔的ND溶液溫度。集,全國化肥工業(yè)信息總匯編,2007,137-139,179·化在線(xiàn)中國煤化工300kt/a氣體分餾裝置日CNMHG2008年5月8日,安慶石化300k/aI套氣體分餾裝置的加工量由30υ/h提高到40/h,日夜兼程多產(chǎn)高附加值丙烯。目前,這套異地重建的新裝置比老裝置每天多產(chǎn)丙烯近200,增效約100萬(wàn)元?！粗袊侣劸W(wǎng))2008-05-12