低温甲醇洗工艺节能改进探讨

后L技术探过第5卷第18期CONSTRUCTION2015年6月低温甲醇洗工艺节能改进探讨王瑞身份证号:410922197306210023摘要:低温甲醇洗工芑是指在大型合成氨、合成甲醇及制氨等工业装置中使用低温甲醇,并利用低溫甲醇有着可以吸收酸性气体的性质净化在工芑生产中产生的酸性气体,如二氧化硫、二氧化碳、硫化氢等对环境有着污染的气体。虽然低温甲醇有着很好的净化空气的作用,但是在操作中面临着低温甲醇消耗过高的问题,这影响了企业的发展。本文分析了低温甲醇洗工艺的节能改进措施。关键词:低温甲醇洗;节能中图分类号:TE08文献标识码:A1导言甲醇洗工艺在与其它净化工艺竞争的优势更加明显现有的低温甲醇洗工艺,虽然存在一次设备投资大的缺陷,但因42液体二氧化碳洗为其运行能耗的优势,在现代大型煤化工气体净化方面具有无可取代利用液体二氧化碳对脱硫塔TI上部出口工艺气夹带的硫化氢的优势。在应用过程中得到不断的改进完善,就其工艺而言也还是存甲醇等进行再次吸收甲醇量的减少,用来脱除硫化氬的甲醇量相应减在着一定的节能改进空间。其中,二氧化碳在低温液化分离部分应该少,硫化氢吸收塔的工艺气中的硫化氢含量存在着超标的可能性;脱节能改进措施的重点。硫塔内上行的工艺气与液体甲醇逆流而行,气体会夹带一定量的2低温甲醇洗工艺的简单介绍醇,利用过程中液化分离下来的部分液体二氧化碳对硫化氢吸收塔低温甲醇洗浄化法是由德国公司在上个世纪50年来发明的的一T1上部工艺气进行再次洗涤,用以控制后续工艺气硫含量、以及液种针对有毒酸性气体的净化方法。具体说到工作的原理,相信学过物化分离的液体二氧化碳品质理的人都会知道,所谓低温甲醇的净化作用,实际上就是利用硫化氢5改进型低温甲醇洗工艺流程——部分(见图1)等酸性气体能够随着甲醇的温度降低而逐渐的溶于甲醇中,这是一个吸收了二氧化碳的甲醇(15)经过P2泵提高压力(16),在脱纯物理的吸收过程。冷甲醇能够在高压、低温的条件下,有选择性地硫塔T内吸收工艺气(01)中的硫化氢等酸性气体;经过脱硫塔T脱岀工艺气体中的二氧化碳、硫化氢及硫氧化碳等酸性气体,再通过吸收硫化氢等酸性气体后的工艺气(02)、经过过程换热器E0l降温加热、降低压力进行分段解吸等一系列的操作,冋收利用从甲醇溶液(03)、气液分离罐Ⅵ分离工艺中的液体二氧化碳(10,同时把脱硫中分离得到较纯净的二氧化碳、硫化氢气体,这样这可以循环使用再塔T1出口工艺气(02)夹带的甲醇、硫化氢等溶解于液体二氧化碳生的甲醇10)中,并带入脱硫塔们继续精馏,并由脱硫塔T底部甲醇(1)3改进思路带至甲醇再生工艺。不含甲醇、水、硫化氢的工艺气(04)经过冷量低温甲醇洗工艺过程中,甲醇循环直接的、间接的能耗占了整个补充激冷器Σ0降温(05)、二氧化碳闪蒸冷却器冷冻至-51℃(6)工艺过程能耗的50%以上。现有的煤气化工艺过程所产的水煤气中二进入气液分离罐Ⅴ2,分离其中的液体二氧化碳(11),此时工艺气氧化碳含量高,硫化物等其它酸性气体含量低。低温甲醇洗的循环甲(07)中的二氧化碳含量与其对应温度下的饱和分压相关;液体二氧醇在用来脱除硫化物等其它酸性气体的同时,还要脱除二氧化碳,脱化碳(11)经过二氧化碳蒸发冷却器FO3形成气态的二氧化碳、经过除硫化物等其它酸性气体所需的甲醇量少,而脱除二氧化碳所需的甲过程换热器E)对二氧化碳的冷量进行利用,并产岀气体二氧化碳产醇量大。若能通过其它节能工艺方式降低工艺气中的二氧化碳含量就品(13)。分离液体二氧化碳后的工艺气(07)经过过程换热器EO1可以减少净化工程中甲醇的需求量,从而降低甲醇循环量,降低过程交换冷量后(θ8)进人脱碳塔T,由贫甲醇(14)吸收其中的二氧甲醇输送动力消耗、达到节能目的。通过给脱除硫化物等其它酸性气化碳,从而形成符合下游工艺要求的净化工艺气(09)。体的工艺气降温,使工艺气中的部分二氧化碳液化分离,再利用甲醇对工艺气进行二氧化碳的脱除,就相应减少了吸收二氧化碳的甲醇的需求量4改进技术要点4.1液化分离部分二氧化碳通过脱除硫化物等其它酸性气体后的工艺气降温,使得部分二氧化碳液化分离下来。分离液态二氧化碳后的工艺气中还残留部分二氧化碳,剩余的部分二氧化碳再利用甲醇吸收脱除。由于部分二氧化碳以液体形态被分离出来,所以吸收二氧化碳的甲醇量相应降低。改进工艺后,循环甲醇量降低,有以下几方面优点:用于输送甲醇的动力消耗相应降低;系统中流体动能热能转换得以降低,系统冷损得以减带往后续二氧化碳的量得以降低,降低了甲醇再生的能耗;带往后续二氧化碳的量得以降低,降低了甲醇再生的氮气消耗,其中夹带图1的有效工艺气(H2、CO)量得以减少,过程中的工艺气损失得以减为避免二氧化碳在二氧化碳蒸发冷却器EO3中固化,通过控制二少;过程闪蒸气的量得以减少,用于回收气体的循环压缩机功率得以氧化碳蒸发冷却器FQ力高干二氧化碳一相点压力0.8MPa降低;后续的再生流程也将会简化、设备得以小型化;工艺气净化过达到控制液体、气仁中国煤化工从而避免二氧化程较原低温甲醇洗工艺可分离出更多的纯态的二氧化碳,更利于后续碳蒸发冷却器EO3CNMHG5657℃;压力氧化碳的捕集和储存。总的来讲,生产运行成本的降低,使得低温0.518MPa)温度,从而侏吐过程的性摆进仃。第5卷第18期技术探讨2015年6月CONSTRUCTIONI6节能效应3.189729×10 kcal/h该改进型工艺,针对不同的煤气化工艺有不同的节能效应。在冷6.2.5气提氮气冻液化温度相同的情况下,工艺气压力高、二氧化碳含量高、二氧化106. 61kmol/h碳所占的分压高,液化分离的二氧化碳分率大,节能效应大。以神华63神华包头煤化工低温甲醇洗设计有相同的两套裝置,比较数包头煤化工林德型低温甲醇洗工艺(简称:林德型)与改进型低温甲据以单套装置为基础(见表1、表2)醇洗(简称:改进型)做计算对比表16.1林德型数据进科出料6.1主要机泵功率損耗kpl/kol/141P101:160k电力消耗81000kca/h141P103:400kW有效气损耗1187311828.744.281861418.8Nm甲醉损耗14993.714991.22.490380.1k/h141P105:2240kW气提氮气13000NMA141P106:55kW41P107:11kw141PC01:1000kW进料出料损耗kmov/h koth kmov/h总功率:4398kW电力消耗968.5kW6.1.2有效气体(H2、CO)损耗318929 kral/h变换气(1)中(H2、CO)的量减去净化气(15)中(H2、CO)有效气损耗1873411847.724044245745Nmh的量甲醇损耗3586933585541.3856445ks/h17574×(0.46008+0.21552)-12206×(0.66186+0.30723)气提氮气10661=44.28186kmo/h6.1,3甲醇损耗7存在问题解析2. 4903kmol/h不能确定二氧化碳的水合固化性质,就不能精确二氧化碳蒸发6.14冷损冷却器E03的控制压力;该现象一般出现在二氧化碳蒸发冷却器EO3801×106kca/h内,通过被冷却工艺气的温度差可以判断,一端发现二氧化碳水合61.5气提氮气固化时只需提高二氧化碳蒸发冷却器E03出口二氧化碳的压力即可解580kmol/6.2改进型低温甲醇洗数据缺乏工艺气在液体二氧化碳中溶解的亨利系数,计算中套用工艺621主要机泵功率气在甲醇中溶解的亨利系数,影响产品二氧化碳纯度估算、影响循环P1;22,1k气压缩机功率推算;工艺气在液体二氧化碳中溶解的数据可以通过具体的实验取得,不影响具体工艺设计净化工艺过程延长,增加了设备投资。液化分离二氧化碳后,脱P4, 30kWP5:82.3k1碳塔、甲醇再生部分设备相应缩小,在整体的设备投资上基本持平。P6:66.3kW净化工艺过程延长,工艺气压降増大,会相应增大过程能耗。液化分离二氧化碳后的净化节能效应远远大于工艺气压降的能耗结束语总功率:968.5kW该改进型低温甲醇洗工艺,通过液化分离部分二氧化碳后与原低62.2有效气体(H2、CO)损耗温甲醇洗工艺,在整个工艺过程中节能效应比较明显。该过程只是通变换气(1)中(H2、CO)的量减去净化气(13)中(H2、CO)过理论计算,与试验数据和实际生产会有一定的偏差,但不会影响工的量艺整体的节能性。17574×(0.46008+0.21552)-12226×(0.66095+0.30821)参考文献:=24.04424kmol/h]徐先荣.低温甲醇洗工艺甲醇消耗高的问题探讨门氮肥技术6.2.3甲醇损耗2012,03:22-251.3856kmol]何文斌低温甲醇洗工艺节能措施探析北方环境,201262,4冷损(计算过程较为繁杂,予以省略)H中国煤化工文氧CNMHG全文此又草缃码:2015J11261