低溫甲醇洗工藝節能改進(jìn)探討

第13卷第1期VOL 13 NO. 1柔胡技2015年1月Jan.2015低溫甲醇洗工藝節能改進(jìn)探討崔靜思神華煤制油化工有限公司包頭分公司甲醇中心,內蒙古包頭,014010)摘要:低溫甲醇洗工藝發(fā)展至今,雖不斷改進(jìn)完善,但仍然存在著(zhù)一定的節能改進(jìn)空間。通過(guò)給脫除硫化氫后的工藝氣降溫,使得其中部分二氧化碳液化分離下來(lái),剩余的部分二氧化碳再利用甲醇吸收脫除,這樣用于吸收二氧化碳的甲醇量就會(huì )相應減少,甲醇循環(huán)量得以降低,從而降低生產(chǎn)運行過(guò)程中流體輸送的能耗。關(guān)鍵詞:二氧化碳液化分離中圖分類(lèi)號:TQ52文獻標識碼:B文章編號:1674-8492(2015)01-093-041技術(shù)背景大的缺陷,但因為其運行能耗的優(yōu)勢,在現代大型煤化工氣體凈化方面具有無(wú)可取代的優(yōu)勢。在應用過(guò)程隨著(zhù)我國工業(yè)化進(jìn)程的加快和程度的深入,對能中得到不斷的改進(jìn)完善,就其工藝而言也還是存在著(zhù)源的需求與日俱增。受我國資源缺油少氣富煤的特一定的節能改進(jìn)空間。其中,二氧化碳在低溫液化分點(diǎn)、當前科學(xué)技術(shù)水平下新能源開(kāi)發(fā)利用比重小、考離部分應該是節能改進(jìn)措施的重點(diǎn)。慮到一次性投資規模以及投入產(chǎn)出比等諸多因素的制約,所以石油類(lèi)能源的加工利用還將在較長(cháng)時(shí)期內2改進(jìn)思路占據我國能源需求的主導地位。低溫甲醇洗工藝過(guò)程中,甲醇循環(huán)直接的、間接石油天然氣價(jià)格上漲,導致石油天然氣類(lèi)化工成的能耗占了整個(gè)工藝過(guò)程能耗的50%以上?，F有的煤本增加,低成本的煤炭替代石油天然氣加工生產(chǎn)化工氣化工藝過(guò)程所產(chǎn)的水煤氣中二氧化碳含量高,硫化產(chǎn)品的比重將越來(lái)越大,特別是在富煤少油的我國更物等其它酸性氣體含量低。低溫甲醇洗的循環(huán)甲醇在有遍地開(kāi)花、飛速發(fā)展之勢。用來(lái)脫除硫化物等其它酸性氣體的同時(shí),還要脫除二煤化工生產(chǎn)過(guò)程中,煤氣化后的氣體含二氧化氧化碳,脫除硫化物等其它酸性氣體所需的甲醇量碳、硫化物,應用過(guò)程中先進(jìn)行氣體的凈化煤氣凈化少,而脫除二氧化碳所需的甲醇量大。若能通過(guò)其它方法有:栲膠脫硫法、NHD氣體凈化法、低溫甲醇洗節能工藝方式降低工藝氣中的二氧化碳含量就可以氣體浄化法,其中低溫甲醇洗工藝以其節能優(yōu)勢成為減少浄化工程中甲醇的需求量,從而降低甲醇循環(huán)現代大型煤化工氣體凈化的首選。量,降低過(guò)程甲醇輸送動(dòng)力消耗、達到節能目的低溫甲醇洗是上世紀50年代初林德和魯奇公司通過(guò)給脫除硫化物等其它酸性氣體的工藝氣降聯(lián)合開(kāi)發(fā)的適用于處理含高濃度酸性氣體的凈化工溫,使工藝氣中的部分二氧化碳液化分離,再利用甲藝。低溫甲醇洗工藝選擇性好,可以有選擇性的脫除醇對工藝氣進(jìn)行二氧化碳的脫除,就相應減少了吸收氧化碳和硫化氫;氣體凈化度高,可以使凈化工藝二氧化碳的甲醇的需求量。氣中總硫小于0.lppm,可以很好的保護后續加工工藝的催化劑不受硫化物的毒害、并保證產(chǎn)品純度。甲3改進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)醇的熱穩定性和化學(xué)穩定性好,損失率低。3.1液化分離部分二氧化碳現有的低溫甲醇洗工藝,雖然存在一次設備投資通過(guò)脫除硫化物等其它酸性氣體后的工藝氣降中國煤化工作者簡(jiǎn)介:崔靜思(1968-),男,1988年畢業(yè)于蘭州化工學(xué)校無(wú)機化工專(zhuān)業(yè),現供職于神華CNMHG甲醇中心,從事線(xiàn)生產(chǎn)操作。Te:15847292119,E-mi: cups@163com崔靜思:低溫甲醇洗工藝節能改進(jìn)探討溫,使得部分二氧化碳液化分離下來(lái)。分離液態(tài)二氧至-51℃(06)進(jìn)入氣液分離罐Ⅴ2,分離其中的液體二化碳后的工藝氣中還殘留部分二氧化碳,剩余的部分氧化碳(11),此時(shí)工藝氣(07)中的二氧化碳含量與其氧化碳再利用甲醇吸收脫除。由于部分二氧化碳以對應溫度下的飽和分壓相關(guān);液體二氧化碳(1)經(jīng)過(guò)液體形態(tài)被分離出來(lái),所以吸收二氧化碳的甲醇量相二氧化碳蒸發(fā)冷卻器F03形成氣態(tài)的二氧化碳、經(jīng)過(guò)應降低。過(guò)程換熱器E01對二氧化碳的冷量進(jìn)行利用,并產(chǎn)出改進(jìn)工藝后,循環(huán)甲醇量降低,有以下幾方面氣體二氧化碳產(chǎn)品(13)。優(yōu)點(diǎn):用于輸送甲醇的動(dòng)力消耗相應降低;系統中分離液體二氧化碳后的工藝氣(07)經(jīng)過(guò)過(guò)程換流體動(dòng)能熱能轉換得以降低,系統冷損得以減少;熱器E0I交換冷量后(08)進(jìn)人脫碳塔T2,由貧甲醇帶往后續二氧化碳的量得以降低,降低了甲醇再生(14)吸收其中的二氧化碳,從而形成符合下游工藝要的能耗;帶往后續二氧化碳的量得以降低,降低了求的凈化工藝氣(09)。甲醇再生的氮氣消耗,其中夾帶的有效工藝氣(H2CO)量得以減少,過(guò)程中的工藝氣損失得以減少過(guò)程閃蒸氣的量得以減少,用于回收氣體的循環(huán)壓縮機功率得以降低;后續的再生流程也將會(huì )簡(jiǎn)化設備得以小型化;工藝氣凈化過(guò)程較原低溫甲醇洗工藝可分離出更多的純態(tài)的二氧化碳,更利于后續二氧化碳的捕集和儲存?？偟膩?lái)講,生產(chǎn)運行成本的降低,使得低溫甲醇洗工藝在與其它凈化工藝競爭的優(yōu)勢更加明顯。3.2液體二氧化碳洗利用液體二氧化碳對脫硫塔T1上部出口工藝氣夾帶的硫化氫、甲醇等進(jìn)行再次吸收甲醇量的減少用來(lái)脫除硫化氫的甲醇量相應減少,硫化氫吸收塔的工藝氣中的硫化氫含量存在著(zhù)超標的可能性;脫硫塔圖1改進(jìn)型低溫甲醇洗工藝流程—一部分內上行的工藝氣與液體甲醇逆流而行,氣體會(huì )夾帶為避免二氧化碳在二氧化碳蒸發(fā)冷卻器E03中定量的甲醇,利用過(guò)程中液化分離下來(lái)的部分液體一固化,通過(guò)控制二氧化碳蒸發(fā)冷卻器E03出口壓力高氧化碳對硫化氫吸收塔T上部工藝氣進(jìn)行再次洗于二氧化碳三相點(diǎn)壓力O18MPa,達到控制液體、氣滌,用以控制后續工藝氣硫含量、以及液化分離的液體二氧化碳溫度高于-5657℃,從而避免二氧化碳蒸體二氧化碳品質(zhì)。發(fā)冷卻器E03內溫度低于其三相點(diǎn)(溫度:-56.57℃4改進(jìn)型低溫甲醇洗工藝流程——部分(見(jiàn)壓力:058MPa)冬5節能效應吸收了二氧化碳的甲醇(15)經(jīng)過(guò)P2泵提高壓力該改進(jìn)型工藝,針對不同的煤氣化工藝有不同的(16),在脫硫塔們內吸收工藝氣(01)中的硫化氫等節能效應在冷凍液化溫度相同的情況下,工藝氣壓酸性氣體;經(jīng)過(guò)脫硫塔們吸收硫化氫等酸性氣體后力高、二氧化碳含量高、二氧化碳所占的分壓高,液化的工藝氣(02)、經(jīng)過(guò)過(guò)程換熱器EO降溫(03)、氣液分離的二氧化碳分率大,節能效應大。分離罐V1分離工藝中的液體二氧化碳(10),同時(shí)把以神華包頭煤化工林德型低溫甲醇洗工藝(簡(jiǎn)脫硫塔們出口工藝氣(02)夾帶的甲醇、硫化氫等溶稱(chēng):林德型)與改進(jìn)型低濕甲醇洗(簡(jiǎn)稱(chēng):改進(jìn)型)做計解于液體二氧化碳(10)中,并帶入脫硫塔們繼續精算對比。餾,并由脫硫塔T底部甲醇(17)帶至甲醇再生工藝。51林德型數據不含甲醇、水、硫化氫的工藝氣(04)經(jīng)過(guò)冷量補51.1主要機泵中國煤化工充激冷器EO2降溫(05)、二氧化碳閃蒸冷卻器冷凍14lPlO1:160YHCNMHG第1期神柔胡技14lP102:132kW53神華包頭煤化工低溫甲醇洗設計有相同的兩套14P103:400kW裝置,比較數據以單套裝置為基礎(見(jiàn)表1、表2)141P104:400kW表1林德型(單套裝置141P105:2240kW進(jìn)料出料損耗14lP106:55kWkmol/kmolkmol/h141P107:1lkW電力消耗41PC01: 1000k W冷損010000kca/h總功率:4398kW有效氣損耗1187311828.744281861418.8Nm/h51.2有效氣體(H2CO)損耗甲醇損耗14993.71491.22.4903變換氣(1)中(H2、CO)的量減去凈化氣(15)中氣提氮氣58013000NMh(H2、CO)的量表2改進(jìn)型(單套裝置)17574×(0.46008+0.21552)-12206×(0.66186+進(jìn)料出料損耗損耗0.30723)kmol/h kmol/=44.28186kmol/h電力消耗51.3甲醇損耗冷損318929kcal2.4903kmol有效氣損耗11873411847724.04424574.5Nm/h514冷損甲醇損耗35869335855413856445kgh8.01×10kcal/h氣提氮氣515氣提氮氣580kmol/h6存在問(wèn)題解析5.2改進(jìn)型低溫甲醇洗數據(1)不能確定二氧化碳的水合固化性質(zhì),就不能5.21主要機泵功率精確二氧化碳蒸發(fā)冷卻器E03的控制壓力;該現象P1: 22.1kW般出現在二氧化碳蒸發(fā)冷卻器EO3內,通過(guò)被冷卻工P2:64.5kW藝氣的溫度差可以判斷,一端發(fā)現二氧化碳水合固化P3:89,3kW時(shí)只需提高二氧化碳蒸發(fā)冷卻器E03出口二氧化碳P4. 30k W的壓力即可解決。P5:82.3kW(2)缺乏工藝氣在液體二氧化碳中溶解的亨利系6:66.3kW數,計算中套用工藝氣在甲醇中溶解的亨利系數,影P7:480.3kW響產(chǎn)品二氧化碳純度估算、影響循環(huán)氣壓縮機功率推C1:216kW總功率:9685kW算;工藝氣在液體二氧化碳中溶解的數據可以通過(guò)具體的實(shí)驗取得,不影響具體工藝設計。有效氣體(H2、CO)損耗(3)凈化工藝過(guò)程延長(cháng),增加了設備投資。變換氣(1)中(H2、CO)的量減去凈化氣(13)中(H2、CO)的量液化分離二氧化碳后,脫碳塔、甲醇再生部分設備相應縮小,在整體的設備投資上基本持平17574×(0.46008+0.21552)-12226×(0.66095+(4)凈化工藝過(guò)程延長(cháng),工藝氣壓降增大,會(huì )相應0.30821)=2404424kmoh增大過(guò)程能耗。523甲醇損耗液化分離二氧化碳后的凈化節能效應遠遠大于1.3856kmol/h工藝氣壓降的能耗5.2,4冷損(計算過(guò)程較為繁雜,予以省略)3.189729×10%kcal7結束語(yǔ)5.25氣提氣YH中國煤化工該改進(jìn)型106. 61kmol/hCNMHG分離部分崔靜思:低溫甲醇洗工藝節能改進(jìn)探討氧化碳后與原低溫甲醇洗工藝,在整個(gè)工藝過(guò)程中節數據和實(shí)際生產(chǎn)會(huì )有一定的偏差,但不會(huì )影響工藝整能效應比較明顯。該過(guò)程只是通過(guò)理論計算,與試驗體的節能性。Discussion on Improvement of Rectisol Process Energy ConservationUI(Methanod Center of Baotou Branch, Shenhua Coal Oil Chemical Engineering Co, Ltd, Baotou, Inner Mongolia, 014010)Abstract: Since the rectisol process development until now, though it is constantly improved, it still existscertain energy conservation room for improvement. It makes some carbon dioxide liquid separation throughcooling the rectisol process gas after removing hydrogen sulfide, and the remainder of the carbon dioxide ab-sorption removed by recycling methanol. The amount of methanol that used to absorb carbon dioxide will reduce correspondingly and the circulation volume of methanol is reduced, thus the energy consumption of fluid transportation is reduced in the process of production operationKey words: Carbon dioxide; Liquefaction; Separation(收稿日期:2013-12-16責任編輯:馬小軍)上接第92頁(yè)Application and Improvement of Roller Briquetting Machinein Lignite UpgradingZHU Zi-zhou, LIU Yun-xiao, CHU Liang, HAO Shi-xing, WANG Chun-yu, CUI Lang-lang(Hulunbuir Shenhua Clean Coal Co., LiMongolia, 021025)Abstract: The Lignite upgrading project adopts the technological process of high temperature gas drying theraw coal instantaneously, high-pressure molding with binderless roller briquetting machine. However, gas detonation occurs in the process of high-pressure molding, this will result in forming rate decreased, frequentequipment failure, so the roller machine cannot run stably for long time. This paper provides an overviewof improvement measures of the roller briquetting machine. The measures ensure the problems mentionedabove has been improved, and can solve the bottleneck problem of the machine can not realize long periodwords: Lignite upgrading; Roller briquetting machine; Gas detonation; Structure; Technological parameter(收稿日期:2014-07-31責任編輯:馬小軍中國煤化工CNMHG