低溫甲醇洗工藝在兗礦國宏50萬(wàn)t甲醇的應用

第9期李波等:低溫甲醇洗工藝在兗礦國宏50萬(wàn)t甲醇的應用27低溫甲醇洗工藝在兗礦國宏50萬(wàn)t甲醇的應用李波,沈貴生(山東兗礦國宏化工有限公司,山東鄒城273500)摘要:通過(guò)低溫甲醇洗工藝在兗礦國宏的實(shí)際應用中對酸性氣體的有效脫除,達到了預期的凈化效果,且凈化氣質(zhì)量穩定,滿(mǎn)足生產(chǎn)需要,證明該技術(shù)工藝先進(jìn)成熟,在以煤為原料的煤氣脫硫脫碳中的應用是成功的。關(guān)鍵詞:煤化工;低溫甲醇洗;酸性氣體;凈化中圖分類(lèi)號:TQ546.5文獻標識碼:B文章編號:1008-021X(2009)09-0027-04The Practical Application of the Rectisol to 500 ThousandTons Methanol in Yankuang GuohongLI Bo, SHEN Gui-shengShandong Yankuang Guohong Chemical Industrial Co, Ltd, Zoucheng 273500, China)Abstract: By using the low -temperature methanol washing technology to get rid of acid gas in ourfactory, It was found out that it could effectively remove acid gas and purify the gas as we had expectedBesides, the low-temperature methanol washing technology was so advanced that it would be stable forthe quality of gas, meet the demand of production, and succeed in the desulphurization anddecarburization of gas with coal being the raw material.Key words: coal and chemical industry rectisol; acid gas; purification1前言設可持續發(fā)展的必由之路。我國能源結構的特點(diǎn)決煤炭在中國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中占有極重要的地定了尋求油、氣的替代能源是我國經(jīng)濟發(fā)展與能源位。在世界煤炭?jì)α恐?我國排在第二位,我國是一戰略安全的長(cháng)遠戰略?；ぎa(chǎn)品中甲醇的消費量?jì)H個(gè)缺油少氣多煤的國家,這樣就構成了以煤炭為主次于乙烯、丙烯和苯排第四位。發(fā)展大型煤制甲醇,的能源生產(chǎn)和消費的結果。目前,我國的能源呈多是國家能源安全的需要,也是化學(xué)工業(yè)高速發(fā)展的元化發(fā)展趨勢能源的結構需要不斷調整,但煤炭的需要?；A地位仍不可替代。根據國家有關(guān)部門(mén)的規劃,甲醇合成的原料氣為CO和H2,可由煤、天然未來(lái)20年我國能源年消費需求較目前增長(cháng)1倍左氣輕油、裂解氣及焦爐氣來(lái)制取。近年來(lái),隨著(zhù)天右。問(wèn)題在于中國的資源前景并不樂(lè )觀(guān)。進(jìn)口部分然氣和石油資源的日趨緊張,在富產(chǎn)煤的地方利用石油、天然氣,可以在一定程度上緩解我國能源消費以煤為原料制取甲醇備受重視。在以魯奇爐制煤氣結構上的不合理。但從戰略能源安全的角度及經(jīng)濟為原料生產(chǎn)甲醇的工藝流程中,煤氣的凈化工段是性角度考慮大量進(jìn)口不能滿(mǎn)足我國基礎能源的要十分重要的環(huán)節。凈化氣的濃度取決于采用的凈化求。況且根據國際上通行的能源預測石油將在40技術(shù),不同的凈化技術(shù)達到的凈化效果差別很大,目年時(shí)間內枯竭天然氣將在60年內用光。因此,在前,國際上普遍釆用的是低溫甲醇洗滌技術(shù)。低溫目前世界石油價(jià)格居高不下的情況下,煤炭的成本甲醇洗工藝20世紀50年代初由德國林德公司和魯優(yōu)勢更加明顯采用以煤為原料的化工生產(chǎn)在今后奇公司聯(lián)合開(kāi)發(fā),是一種利用低溫下(-50~的能源戰略中也顯得尤為重要60℃)甲醇的優(yōu)良特性來(lái)脫除原料氣中的輕質(zhì)以煤炭資源替代部分油、氣資源,是我國經(jīng)濟建油、二氧化碳、硫化氫、硫有機化合物和氰化物等的收稿日期:200-06-15作者簡(jiǎn)介:李波(1978一),男,山東鄒城人,碩士。SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2009年第38卷物理吸收法。此技術(shù)不僅普遍應用于各合成甲醇廠(chǎng)水平。利用魯奇公司7塔流程低溫甲醇洗法粗合成原料氣凈化,還廣泛應用于其它工業(yè)如煤氣凈化油氣脫硫脫碳;克勞斯硫回收;裝置粗合成氣(H2+田凈化等方面2。CO)產(chǎn)量達到3012Nm3/d2低溫甲醇洗工藝原理該工藝是以高硫煤為原料,經(jīng)德士古氣化制得低溫甲醇洗工藝是一種基于物理吸收的以工業(yè)原料氣,經(jīng)中溫部分變換,低溫甲醇洗工藝脫硫脫甲醇為吸收劑的凈化方法。該方法以甲醇為溶劑,碳控制出工段的總S≤0.1mg/L,CO2≤3%,凈化可同時(shí)或分段脫除氣體中的H2S,CO2等酸性組分,氣經(jīng)聯(lián)合壓縮機加壓至82MPa進(jìn)入合成塔得到粗各種有機硫化物,NH1,C2H2,C3及C3以上的氣態(tài)甲醇。氣體凈化的指標直接影響到甲醇的產(chǎn)量及合烴膠質(zhì)及水汽等,并且能達到很高的凈化度。而甲成觸媒的使用壽命,因此做好氣體凈化十分重醇對H2、N2、CO等的溶解度相當小,且在溶液解壓要閃蒸過(guò)程中又優(yōu)先解吸,可通過(guò)分級閃蒸來(lái)回收,因3.1工藝流程簡(jiǎn)述而有效成分的損失減少。變換氣經(jīng)過(guò)主洗塔(T2201)的預洗段,在此微在甲醇凈化工藝中,溫度和壓力對甲醇洗的選量組分如NH3和HCN被一小股來(lái)自H2S吸收塔進(jìn)擇性具有非常重要的影響。隨著(zhù)溫度降低,CO2、料冷卻器(E2205)的低冷富甲醇吸收。預洗后的氣H2S以及別的易溶氣體在甲醇中的溶解度系數增長(cháng)體通過(guò)一個(gè)升氣管進(jìn)入吸收塔(T2201)的H2S主洗很快,且分壓越高增長(cháng)越快,而H2、N2等變化不大。段,H2S和COS在此被來(lái)自主洗塔(T201)CO2吸因此,隨著(zhù)溫度的降低,甲醇對酸性組分的選擇性大收段的含飽和的CO2的甲醇所洗滌。與原料氣流大提高。故此法適宜于在低溫下操作,且盡量使酸量成比例的甲醇溶液通過(guò)流量比例控制去T201上性氣體的分壓增高。部H2S吸收段。洗滌后的富H2S甲醇在液位控制低溫甲醇洗的物理吸收過(guò)程遵循亨利定律,亨下離開(kāi)主洗塔T201去中壓閃蒸塔T20閃蒸再利定律的內容為:在恒溫和平衡條件下,一種氣體在生。脫硫后的氣體通過(guò)另一個(gè)升氣管進(jìn)入T2201的溶液中的溶解度和該氣體的平衡壓力成正比。其數CO2吸收段的低段洗滌部分。在T2201的CO2吸收學(xué)表達式為P=kX,式中k為享利常數X為平衡時(shí)段中,用冷的閃蒸后的甲醇作為主洗甲醇用冷的熱氣體在溶液中的摩爾分數。再生后的甲醇作為精洗甲醇來(lái)進(jìn)行洗滌。與變換氣由亨利定律可知,氣體的分壓越大,其在溶液中流量成比例的精洗甲醇在流量比例控制下進(jìn)入塔的溶解度也就越大所以,增加氣體的壓力有利于氣體上部。富CO2甲醇在CO2甲醇中間冷卻器(E224)的吸收降低氣體的壓力有利于氣體的解吸。實(shí)驗中被制冷劑冷卻后進(jìn)入T201低段洗滌原料氣。在表明當溶質(zhì)和溶劑一定時(shí)在一定溫度下k為定值,變換氣最終冷卻器(E2203)和變換氣凈化氣換熱而且甲醇溶液的溶解度隨溫度的下降而顯著(zhù)增加,器(E201)中與變換氣換熱之后凈化氣被導出界故吸收過(guò)程要求在盡可能低的溫度下進(jìn)行亨利定律僅適用于稀溶液,壓力不高的情況。出主洗塔(T201)的預洗甲醇在預洗甲醇最終在高壓下,亨利定律對甲醇吸收有三條修正加熱器(E2217)中被送至熱再生塔T204熱再生(1)溫度愈低,溶解度系數愈大段。從主洗塔(T201)過(guò)來(lái)的富S甲醇和富C甲醇(2)由于吸收系統存在氫組分,CO2的溶解度經(jīng)過(guò)中壓閃蒸塔(T22回收COH2,氣體再次送系數要有所下降;甲醇吸收了水分以后,H2S、COS、到主洗塔(T01)被重新利用;從中壓閃蒸塔CO2在其中的溶解度下降。(T2202)上部出來(lái)的富甲醇分兩部分進(jìn)入在再吸收(3)甲醇吸收CO2后,再吸收H2S、COs其吸收塔(T203),閃蒸后的CO2被送往尾氣洗滌塔甲醇能力會(huì )降低。液被送往塔的下部做為再吸收液吸收從中壓閃蒸塔3低溫甲醇洗在兗礦國宏的應用(T2202)下部的富H2S/CO2甲醇液閃蒸出的大量?jì)嫉V國宏年產(chǎn)50萬(wàn)t甲醇項目是以煤為原料CO2和少量H2S、COS。從再吸收塔(T2203)底部出生產(chǎn)甲醇裝置大型化的集成技術(shù),達到了國內先進(jìn)來(lái)的富H2S甲醇液經(jīng)熱再生塔給料泵加壓、再洗甲第9期李波,等:低溫甲醇洗工藝在兗礦國宏50萬(wàn)t甲醇的應用醇冷卻器(E229)、主洗塔H2S主洗段進(jìn)料冷卻器節系統使循環(huán)量與氣量成比例,得到合格的精制(E2205)、富甲醇、貧甲醇換熱器換熱升溫后,送至氣熱再生塔(T204)頂部閃蒸段3.2.3壓力富S甲醇液經(jīng)過(guò)熱再生塔(T2204)閃蒸、氣提由亨利定律知壓力越高,吸收效果愈好。凈化達到貧甲醇的再生,再生的貧甲醇經(jīng)過(guò)泵的升壓和主洗塔的壓力取決于氣化來(lái)的變換氣壓力,系統氣換熱器的換熱被送往主洗塔(T2201)頂部。出熱再化采用德士古氣化爐造氣,進(jìn)系統的變換氣壓力為生塔(T2204)熱再生段的熱再生氣經(jīng)過(guò)一系列換熱5.4MPa,由于壓力較高吸收效果有很大提髙。器換熱以冷凝甲醇,冷凝后的氣相稱(chēng)之為克勞斯氣3.2.4濃度體,克勞斯氣體被送往下游S回收工序。貧甲醇中的水含量是正常生產(chǎn)中的重要控制指為了更好的回收甲醇和維持甲醇循環(huán)圈甲醇液標系統控制水含量≤1%,較高的水含量不但會(huì )影中較低的水含量,出熱再生塔(T204)底部的甲醇響甲醇的吸收效果,還會(huì )增大對設備的腐蝕。為了水濃縮液,經(jīng)過(guò)甲醇水分離塔給料泵升壓送至甲醇實(shí)現甲醇的循環(huán)利用,達到良好的吸收效果,必須很水分離塔(T205)中部在此完成甲醇水的分離。好的實(shí)現甲醇的再生,系統利用甲醇再生的方法有出甲醇水分離塔(T205)頂部的甲醇蒸氣送熱再生閃蒸、氣提、熱再生。利用甲醇水分離塔控制溶液系(T204)做氣提氣,出甲醇水分離塔(T2205)底部的統中的水平衡。廢水經(jīng)污水冷卻器冷卻后送尾氣洗滌塔洗滌尾氣。3.2.5變換氣的指標T203各段的閃蒸氣回收冷量后去尾氣洗滌塔變換氣的指標直接影響著(zhù)凈化循環(huán)量的操作T220洗滌放空。洗滌后的廢液經(jīng)污水泵P229加系統由氣化工段控制變換氣的成分,通過(guò)控制碳洗壓E22加熱后去甲醇水分離塔T2205為了保證塔的溫度來(lái)調節HC比。系統進(jìn)工段的變換氣成T226的操作溫度,防止塔板結冰,設置蒸汽管道分(摩爾分數)為H2:44%、CO:19%、CO2:34.1%由調節閥TV265控制它與7226塔中間溫度關(guān)H2s:298%。出工段的凈化氣成分(摩爾分數)為聯(lián)H2:677%、CO:29.4%、CO2:1.88%、H2S:0由于本工序連續少量的甲醇損耗故應按情況3.2.6主要控制指標定期從新鮮甲醇貯罐(V2205)中,用補液泵貧甲醇的溫度:控制入主洗塔的貧甲醇溫度(P2208)向熱再生塔(T2204)補充甲醇液。另外,本50℃,控制出主洗塔的凈化氣中COs+H2S≤1工序設置一個(gè)獨立的地下污甲醇槽(V204)以收集10-5,c02≤3%,貧甲醇中的水含量<1%,貧甲醇系統各低點(diǎn)導淋的甲醇殘液。地下污甲醇槽中的總硫含量<0.01%,出工段的克勞斯氣體H2S(V204)上設置地下甲醇泵(P2207)以便將甲醇回濃度≥25%。送到系統中。設置移動(dòng)式潛水泵(P2210)抽吸地下3.3原料氣的凈化運行情況污甲醇槽(V2204)所在區域可能的積水。本系統自2007年11月22日開(kāi)始進(jìn)精甲醇,2332操作要點(diǎn)日完成歷時(shí)25h,共進(jìn)精甲醇480m3。3.2.1循環(huán)甲醇溫度11月28日8:00開(kāi)始開(kāi)系統循環(huán)降溫,循環(huán)量溫度越低溶解度越大,所以較低的貧甲醇溫度是操作的目標。系統配有一套丙烯制冷系統提供冷為190m3/,到29日9:0,.溫度已經(jīng)降到-20℃,量補充用尾氣的閃蒸(氣提)帶來(lái)的冷量達到所需具備接氣條件共歷時(shí)25h,每小時(shí)降溫18℃。11月29日15:00接變換氣,氣量為72000Nm3要的操作溫度。影響循環(huán)甲醇溫度的主要因素有:a.丙烯冷凍系統冷量補充h,脫碳循環(huán)量為190m3/h,脫硫循環(huán)量為80m3/hb氣提氮氣流量22:00分析總硫含量為0,具備向合成送氣條件。c.循環(huán)甲醇的流量與變換氣流量比例2月15日,并雙爐運行,變換氣量增至322甲醇循環(huán)量14000Nm3/h控制出工段的氣體成分指標(ΣS≤0.lmg/L),運行期間指標數據見(jiàn)表1。甲醇循環(huán)量是最主要的調節手段。系統配有比例調30SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2009年第38卷年12月-2008年2月凈化運行期間指標數變換氣量/(Nm/h)脫碳循環(huán)取/(m/h)脫硫循環(huán)/(m/h)貧甲醉溫度/℃總S(mg4C0212月6日19:0013.20.352月15日10:00128183.099.032.2月16日22195.299.90.0092.1497.536.300122月20日8:00195.652月21日1496.52月2日23:00105.632.40,0072月23日20:002月25日2:00146976199.020.024結論醇洗是一種合理的選擇,其高效率和低能耗正好符通過(guò)以上數據我們可以看出,在整個(gè)低溫甲醇合當前我國節能降耗的需要洗系統中達到了預期的脫硫脫碳效果。說(shuō)明甲醇洗參考文獻在兗礦國宏的實(shí)際運行中是穩定的達到了預期目(1唐怡紅低溫甲醇洗技術(shù)在20萬(wàn)t甲醇裝置中的應用的。在實(shí)際生產(chǎn)中得到了以下結論:[].煤化工,1997(8):15-19(1)只要處理好物料衡算和熱量衡算整個(gè)系[(2]李天文林朝陽(yáng)劉明剛甲醇合成進(jìn)展及前景展望[J統的操作將會(huì )很穩定。滬天化科技,2002(1):51-61(2)掌握低溫甲醇洗的基本工藝根據原料氣的[3]牛剛,黃玉華,王經(jīng)低溫甲醇洗技術(shù)在天然氣凈化過(guò)程組成和壓力,正確地運用吸收和解吸原理,調控好多中的應用[]天然氣化工,2003(2):26-29段吸收和閃蒸的組合,就可以達到預期的工藝目的。[4]張翊人.低溫甲醇洗及其改進(jìn)型工藝[J].煤化工1992(3):38-43(3)低溫甲醇洗工藝與化學(xué)吸收或其他物理吸收方法相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn),是一種有效的氣體凈(本文文獻格式李波沈貴生.低溫甲醇洗工藝在化工藝。近年來(lái)低溫甲醇洗工藝在流程優(yōu)化、節能兗礦國宏50萬(wàn)t甲醇的應用[J山東化工,200,降耗、降低投資、提高裝置操作靈活性等方面已有了38(9):27-30.)較大改進(jìn)。在大型化的煤化工裝置中,采用低溫甲偷幽(上接第26頁(yè))參考文獻3.5消泡劑的影響[1]凌世海淺談我國農藥水性化劑型的開(kāi)發(fā)[·安徽化實(shí)驗中分別試驗了T-Y系列通用有機硅和T工,2005(1):40-42118(非硅)2種消泡劑,最后發(fā)現加入質(zhì)量分數[2]冷陽(yáng)仲蘇林吳建蘭等農藥水基化制劑的開(kāi)發(fā)近況0.03%的有機硅消泡劑比加入等量的(非硅)消泡和有關(guān)深層次問(wèn)題的討論[農業(yè)科學(xué)與管理,2005劑消泡效果好得多。26(4):31-334結論[3]王軍楊許召.10%辛硫磷水乳劑的研究[J]精細與專(zhuān)通過(guò)對30%辛硫磷水乳劑配方的研究,得出用化學(xué)品,2007,15(1):14-16.30%辛硫磷水乳劑的配方:4]戴權農藥水乳劑的研究[J安徽化工,20061:4890%辛硫磷原藥,30%;[5]程敬麗黃雅麗30%毒死蜱水乳劑的研究和開(kāi)發(fā)[刀寧乳33°,2.4%;農藥,2002,41(8):15-17SFR-T,3.6%;[6]王軍,許培援綠色農藥劑型一微乳劑型[冂]精細與專(zhuān)EEP-302,1%;用化學(xué)品,2004,12(21);4-6正辛醇,1%[7]張青華20%甲草胺水乳劑的研制[J農藥,2008,乙二醇,4(11):802-804黃原膠,0.1%有機硅消泡劑,0.03%;(本文文獻格式:穆瑞珍何雷,王國卿30%辛硫磷水,57.87%。水乳劑的研究[J].山東化工,2009,38(9):25-26.)