煤制乙二醇裝置羰化合成氣相組分優(yōu)化探討

第54卷第1期化肥設計Feb.20162016年2月Chemical Fertilizer Desig煤制乙二醇裝置羰化合成氣相組分優(yōu)化探討張向凱,曹洪剛(河南能源化工集團濮陽(yáng)永金化工有限公司,河南濮陽(yáng)457000摘要:濮陽(yáng)永金煤制乙二醇裝置羰基化合成系統在高負荷運行情況下,氣相中惰性組分CO2持續上漲,嚴重影響了主要反應物CO與MN的比例。經(jīng)過(guò)對尾氣系統操作壓力的調整,以及對調整過(guò)程中數據的分析,采取了適當降低尾氣操作壓力的措施,有效地抑制了CO2的上漲,維持合成氣相組分穩定關(guān)鍵詞:煤制乙二醇;氣相組分;操作壓力;數據分析doi:10.3969/j.isn.1004-8901.2016.01.011中圖分類(lèi)號:TQ23.162文獻標識碼:B文章編號:104-8901(2016)01-0045-03Discussion on Optimization of CTEG Unit Carbonylated Syngas ComponentZHANG Xiang-kai, CAO Hong gangPuyang Yongjin Chemical Limited, Henan Energy and Chemical Group, Puyang Henan 457000 China)Abstract: Under the condition of a high load, the inert carbon dioxide in syngas at carbonylation system of Puyang Yongjin Chemical Limited CTEcontinued to rise. High content of carbon dioxide has a strong impact on the proportion of main reactants carbon monoxide and methyl nitrite( MN). Afterof the tail gas system operating pressure and analysis of the data in the process of adjustment, properly lowering operating pressure has effectively restrained the rise of carbon dioxide and maintained a steady component of synthesis gasKeywords: CTEG; gas composition; operating pressure; data analysisdoi:10.39691004-8901.2016.01.012濮陽(yáng)永金煤制乙二醇項目由中國五環(huán)工程有份達到動(dòng)態(tài)平衡保證羰基化反應處于最優(yōu)狀態(tài)。限公司參與設計,河南能源化工集團與通遼金煤化2014年6月,濮陽(yáng)永金乙二醇裝置負荷提升至工有限公司共同出資籌建,于2012年8月投產(chǎn)試85%,合成系統氣相組分中惰性組分CO2出現明顯車(chē),并一次性打通全流程,產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)乙二醇產(chǎn)品。累積,造成羰基化反應物CO與MN比例失衡,嚴重經(jīng)過(guò)近3年的試運行,濮陽(yáng)永金乙二醇項目不斷積影響到系統的安全穩定運行,在尾氣負荷提升至最大累經(jīng)驗,并對裝置進(jìn)行多次技術(shù)改造,最終實(shí)現了量的情況下依然難以滿(mǎn)足系統的正常運行。鑒于此,裝置85%負荷下的穩定運行通過(guò)討論,嘗試將尾氣吸收塔的操作壓力適當下調濮陽(yáng)永金煤制乙二醇項目采用兩步合成法生以此觀(guān)察合成系統氣相組分中CO2的變化。產(chǎn)乙二醇,即羰基化合成生成草酸二甲酯,草酸二甲酯加氫生成乙二醇。在羰基化合成過(guò)程中,氣相1尾氣吸收塔工作原理及操作壓力組分中反應物CO和MN(亞硝酸甲酯)比例的控制1.1及調整直接影響到羰基化反應的選擇性及草酸中國煤化工相中各組分在甲醇中甲酯產(chǎn)物的收率。氣相組分中主要包括N2、CO2、溶CNMH(相中的NO轉化成易CH等惰性組分,惰性組分主要來(lái)源于原料氣夾帶溶于甲醇的亞酯氣,并通過(guò)噴淋甲醇吸收送回合成以及合成反應中生成的副產(chǎn)物。通過(guò)尾氣吸收系統將有效反應物MN回收,將惰性組分持續送往火作者簡(jiǎn)介:張向凱(1986年-=),男01年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué),助任河南能工集團炬系統進(jìn)行燃燒,使合成氣相組分中反應物及惰性組間副主任。46·化肥設計2016年第54卷系統中,難溶于甲醇的惰性氣相組分如N2、CH4、平衡。為降低惰性組分CO2含量,調整合成氣組分,CO等及部分CO通過(guò)塔頂外送至火炬燃燒,最終尾氣處理量提升至接近滿(mǎn)負荷,高達1500Nm/h左控制合成系統氣相中惰性組分的含量,保持各組分右,勉強能夠滿(mǎn)足合成系統氣相組分的穩定及的平衡。平衡合成氣相中各組分在甲醇中的溶解度大小關(guān)針對這一情況,提出2種方案:①提高尾氣吸系如下收塔的操作溫度,降低CO2在甲醇中的溶解度,從MN >CO2>CH >CO>H,>N而達到釋放CO2的效果;②降低尾氣吸收塔的操作1.2尾氣吸收塔操作壓力調整壓力,同樣可以降低CO2在甲醇中的溶解度。從安尾氣吸收塔原最高設計操作壓力2.6MPa(g),全性的角度考慮,降低尾氣吸收塔的操作壓力比較實(shí)際運行過(guò)程中塔頂壓力控制在1.0MPa(g)可靠2014年6月中旬,濮陽(yáng)乙二醇項目負荷提升至1.3操作壓力調整數據及效果分析85%,達到歷史新高。在該負荷下,合成系統中惰不同壓力下合成氣、尾氣組分分析數據及其趨性組分CO2含量不斷上升,嚴重影響系統的穩定及勢見(jiàn)表1與圖1。表1不同壓力下合成氣、尾氣組分分析數據合成氣組分/%尾氣組分/%頂壓日期MPa(g014-06-128:0010.0517.258,8329,431.00055.692014-06-130:0017.059.5337.8855.462014-06-140:0013.6414.9438.3651.720.98115.7055.0127.180.9112014l50:000.9050.900.9050l4-06-160:009.457.898,080.91916:008.307.6953.435.080.92610點(diǎn)20分,尾氣操作壓力開(kāi)始下調;至16點(diǎn),壓力由0.989MPa(g)降至0.911MPa(g),同時(shí)合成氣0.96s及尾氣組分中CO2體積百分均開(kāi)始呈現下降趨勢,CO組分有所上升,說(shuō)明降低尾氣操作壓力有利于系統中CO2的放出,提高CO含量,繼而提高CO與MN6ws0的比例,提高反應推動(dòng)力穩定氣相組分的平衡2不同負荷下尾氣運行數據分析中國煤化工+CO2+N2CO一二氧化碳氮氣一一氧化碳一頂壓CNMH穩定在0.9M(g)的圖1不同壓力下合成氣、尾氣組分變化趨勢條件下,通過(guò)對不同負荷下尾氣運行數據的分析以通過(guò)調整尾氣吸收塔的操作壓力,對比分析調及惰性組分N2、CO2的平衡計算,得出穩定情況下合成系統不同負荷下對應的尾氣處理負荷以及惰整前后系統組分變化情況。如圖1所示,6月14日性組分的平衡情況,見(jiàn)表2。第1期張向凱等煤制乙二醇裝置羰化合成氣相組分優(yōu)化探討表2不同負荷下對應尾氣負荷及惰性組分衡算CO量尾氣處理量尾排N,尾排CO△CO/(Nm3,h-1)/(Nm3h1)/(Nm3h-1)/(Nm3h1)/(Nm3·h-1)/(Nm3·h-1)/(Nm3·h-1)/(Nm3·h-)655017.03167.1516.870.69131.54154.1763.7422.63175.412.531199563.1315.59183.5471.5320,4155,941219071.37128515.33247.23l11.0217207237.4617.21285,2132.7447,74115.53通過(guò)表2數據可以看出,在不同CO負荷下,尾通過(guò)線(xiàn)性擬合,得出擬合方程為y=0.10767x氣的負荷基本能夠滿(mǎn)足系統中惰性組分N2的平-358.67,其中擬合度R2=0.95,線(xiàn)性擬合程度相衡,而CO2的排出量要明顯高于進(jìn)入量,在85%負對較低,這與采集數據總量偏少有一定關(guān)系。作為荷穩定情況下,N、CO2基本上能滿(mǎn)足平衡,說(shuō)明在參考公式,對90%、95%、100%負荷下,即CO量為反應過(guò)程中伴隨有少量的CO2生成18000Nm3/h、19000Nm/h、20000Nm3/h時(shí)對應2.2線(xiàn)性擬合分析的尾氣量進(jìn)行了計算,可得出對應的尾氣負荷分別采用 origin繪圖軟件對不同負荷下對應尾氣量的變化趨勢進(jìn)行繪圖,并進(jìn)行了線(xiàn)性擬合,見(jiàn)圖2。為:1579Nm3/h、1687Nm3/h、1795Nm/h16003結語(yǔ)1400尾氣吸收塔操作壓力的降低,有利于合成系統1200中CO2的放出,同時(shí)又能保證MN的充分回收以及1000合成系統氣相組分的穩定及平衡。目前尾氣吸收塔運行負荷偏高,操作壓力已經(jīng)較低,若系統負荷進(jìn)一步提升,尾氣吸收塔將可能面臨超負荷運轉或難以維持合成系統氣相組分平衡的情況。所以,如何進(jìn)一步優(yōu)化尾氣吸收塔的操600080001000012000140001600018000CO量(Nm3h)作將成為煤制乙二醇裝置滿(mǎn)負荷運轉的一項重要一不同CO負荷下對應尾氣量的曲線(xiàn)不同CO負荷下對應尾氣量的擬合直線(xiàn)收稿日期:2015-10-19圖2不同負荷下對應尾氣量數據的線(xiàn)性擬合行業(yè)信息中石化煤制氣項目危廢處理工程環(huán)評獲批復2015年11月6日,新疆環(huán)保廳對中國石化新疆能力化工有限公項目環(huán)評作出批復決定H中國煤化工配套的危險廢物處理工程CNMHG項目位于新疆昌吉州準東煤電煤化工產(chǎn)業(yè)園區內,主要目的是為解決煤制氣項目產(chǎn)生的危險廢物。項目總投資約4億元,其中環(huán)保投資1970萬(wàn)元。該項目危廢處理總規模為14.534萬(wàn)υa,其中包括廢脫硫催化劑40υa、污水處理廠(chǎng)油泥浮渣及活性污泥5.73萬(wàn)ta、污水處理廠(chǎng)結晶鹽泥8.8萬(wàn)υa。處理工藝主要包括干化、焚燒、固化及安全填埋。(本刊通訊員)