聚乙二醇二甲醚在甲醇生产中的应用

工翟应用石油化工设计Petrochemical Desig2008,25(2)51~54聚乙二醇二甲醚在甲醇生产中的应用李正西1,秦旭东2,宋洪强2,吴锡章2,钱明狸2(1.中石化金陵分公司炼油厂,江苏南京21003;2.江苏天音化工有限公司,江苏宜兴214262)摘要:文章叙迷了聚乙二醇二甲醚在甲醇生产中的应用并介绍了脱硫、脱碳流程和相关的节能措施。关键词:聚乙二醇二甲醚;甲醇;气体脱硫;脱碳聚乙二醇二甲醚(NHD)溶剂是一种新型高效兖矿国泰化工有限公司甲醇净化中NHD脱脱硫脱碳溶剂,主要成分是聚乙二醇二甲醚的混硫的工艺流程见图12合物分子式为H3CO(CHCH2O)nCH3,n=2-8。该公司甲醇净化脱硫于2005年10月投入试通常为淡黄色液体,接近中性,化学稳定性和热稳生产。到200年已经超过设计能力,从实际操作定性好。无毒,不污染环境蒸气压低,比热容低,数据看,大部分工艺指标优于设计值,表1是2005粘度小。再生能耗少,对钢材无腐蚀性。年10月脱硫装置的运行情况。甲醇生产中的脱硫脱碳是个十分重要的工表1脱硫装置运行情况序我国南化集团研究院把ND脱硫脱碳净化技项目设计值实际值入塔气量/(m3hl)术用于甲醇生产中做了大量的工作并取得了宝溶液循环量(m,h-1)贵的设计经验和操作经验。出塔Hs(pL4再生度/(mg“L-1)1脱硫水含量,%054甲醇生产要求净化气含硫量低,NHD溶剂脱甲醇产量/(t·h硫(包括无机硫和有机硫)溶解度大,对二氧化碳由表1可知除再生度一项指标外,其它各项选择性好而且№D脱硫后再串联№D脱碳,仍工艺指标均优于设计值。然是脱硫过程的延续。合成氨装置和甲醇装置用溶液循环量是脱硫泵加压提供的进脱硫塔的NHD脱硫脱碳的生产数据表明,经NHD法净化NHD溶液量,从表1可知实际操作的循环量与设后净化气总硫体积分数小于0.1/L,再设置精计值基本一致,但脱硫塔出口H2S含量远低于设脱硫装置,总硫体积分数可小于0.05μL/L,满足计值,说明循环量实际值还可以减少。但从脱硫甲醇生产的要求l泵的设备性能和保护脱碳溶液方面考虑,实际生若原料气含硫较高,其脱硫部分可采用常温产中没有对脱硫循环量过多的减少。溶液再生度是指从再生塔底流出的贫液中下选择性吸收硫化氢、硫化氢浓缩及硫化氢再生的三塔流程配以两级闪蒸。原料气HS体积分12S的量。再生度低,有利于气体吸收。从表1可数为1.0%时,经NHD脱硫后,净化气中总硫体积以看出,再生度实际值高于设计值,但并没有影响分数小于1山L/L,同时得到硫化氢体积分数大于脱硫塔出口H2S指标。再生度高的原因是:目前30%的再生气,送克劳斯装置制取硫磺若原料气含硫较低,其脱硫部分可省略浓缩中国煤化工塔,采用吸收、再生的二塔流程,配以两级闪蒸,经THeCNMHG空化人为中国石油大学化NHD脱硫后,净化气中总硫体积分数同样可以小工学院),高级工程师。长期从事石油化工工作。联于系电话:025-8547344石油化工设计第25卷脱硫再生塔操作方面存在一些问题,再生塔顶酸力,容易造成再生塔液位的波动,所以目前操作人性气压力控制得较高。如果刻意降低酸性气压员控制酸性气压力较高。脱硫气变换气LEC图1NHD脱硫的工艺流程示意P-脱硫泵;P-脱硫富液泵;B-回流水泵;们-脱硫塔;T2-浓缩塔;T3-再生塔;Ⅵ-闪蒸槽;V2-酸性气分离器;V3回流水槽;C1-闪蒸汽压缩机;E1、E-溶液换热器;E、E5-蒸汽加热器;B6E7、E8、E-水冷却器实际操作中的NHD溶液水含量小于设计值。脱碳的同时,也可以一次把气体中的有机硫一起事实证明:如果水含量超过5%,吸收效果将会降脱除下来。低,容易造成脱硫塔H2S出口指标高;若水含量过3ND脱除有机硫情况低又不利于酸性气的闪蒸。所以,水含量通常用回流水的量来进行控制,一般控制在3%~5%较项目有机硫脱前原种类化气/脱除另一种方法计算的脱为合适。c0s16.621号1(1)C017.7800999.49.82脱除CO1号-1(2)cos19.000.049799.897有人对变换各段COS的脱除进行了专门测2号10825.252858.1901694.31(平均)定,结果表明,变换一段COS转化率为90%左右,1号甲硫醇213.352.769.764,17变换三段COS转化率为98%左右。表2为几个不1号1甲硫醇273.76114959同工厂的COS转化率测定数据。2号甲硫醇2541.5599.3990.712号1甲硫醇248.511.159.5145表2变换工程不同部位os测定结果(x10-6进口C5一段出口二段出口三段2.463脱碳甲醇生产对脱硫脱碳要求比较宽松,当前各当单醇或联醇的生产企业选择部分变换工艺种脱碳方法都能达到所要求的净化度。但使用典时,变换催化剂的COs转换率是不够的,特别是单型的物理吸收方法——NHD法更能体现其能耗醇厂要充分重视这一问题。但C-M系耐硫变低的优点。应该指出,ND对一氧化碳和二氧化换催化剂的COS转化率要优于Fe-Cr系高变催碳具有良好的吸收选择性。甲醇装置中,采用化剂;当加上适量的中温水解催化剂时,有机硫转NHD法脱二氧化碳时,一氧化碳的损耗仅为化率可达到99%左右,这样可满足精脱硫工段入0.6中国煤化二精制一氧化碳的口气体中COS含量小于10×10-的要求羰基中国石化金陵分公司研究院对天音化工有限CNMH集团研究院在公司生产的NHD应用于脱除有机硫的评价试验,NHD脱碳工艺中采用了大量节能措施。另外,甲结果见表3。从表3可知,应用NHD在进行脱硫醇生产中的脱碳工艺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产中的应用利于NHD脱碳装置的节能优化。二氧化碳,冷却进塔气后,可供各种用途。3.1节能流程常解液由“U”型管去下部气提段,向下流经填近年来,在流程安排和设备结构上的创新进料层,与气提空气(或氮气)逆流接触,溶液得到再步降低了能耗。传统的NHD脱碳流程(如图2生,经贫液泵加压氨冷器冷却,送入脱碳塔,重新所示)与新颖的NHD脱碳节能流程(如图3所示)用于吸收二氧化碳。南化集团研究院为山西丰喜可作比较。集团临猗分公司一分厂120kta合成氨提供NHD高闪气(返回压缩机)法脱碳技术,已采用了这种新颖的节能流程工艺,于2001年11月27日一次开车成功,取得了明显的节能效果,各项技术经济指标都达到设计要求如表4所示。原料气表4临猗一分厂NHD脱碳系统工艺指标低闪气设计指标生产数据净化气处理气量/(m3h)7026371000脱碳压力/MPa图2传统的NHD脱碳流程脱碳温度/℃换热器;2-脱硫塔;3-氮冷器;4-高压闪溶液循环量/(m3h")原料气(体积分数)CO2,%28.8低压闪蒸器;6-富液泵;7-贫液泵;8-气提塔;净化气(体积分数)CO2,%9-换热器;10-空气鼓风机常解气(体积分数)CO2,%>98.5>%8.5变换气「高闪气放空吨氨电耗(含冰机,无透率)/(kWh)1332设计新颖的常解气气提塔贫液在设备结构上,设计了新颖的立式常压解吸段(代替低压闪蒸槽),放在气提塔上部,形成一个整体的常解气气提塔,利用高压闪蒸槽的静压头和位压头,把高压闪蒸液直接压入常解气气提塔常解段,从而去掉富液泵,以120kUa、1.9MPa脱碳装置、电价0.21元/(kW·h)计,节省了20万元投脱碳气资和每年60万元电费,并简化了操作。由于甲醇图3节能NH脱碳流程生产的NHD工艺不需要回收二氧化碳,立式常压1-压缩机;2-换热器,3-脱碳塔;4-氮冷器:5-闪蒸槽;解吸段可以设计得小一些,不必苛求解吸出来的6-低闪气提塔;7-贫液泵;8-换热器;9-鼓风机二氧化碳纯度。变换气与高闪气混合,经压缩机压缩,进人换3.3气提方式由鼓风机改为引风热器被常解气和脱碳气冷却,分离掉冷凝水后,与传统的鼓风方式不同,节能流程把气提方从底部进入脱碳塔。气体在塔内向上流动过程式由鼓风改为引风。气提空气(或氮气)由鼓风机中,与自上而下的NHD溶剂接触气流中的二氧经空气(或氮气)冷却器抽入常解气气提塔气提化碳被吸收,剩余气体从塔顶离开脱碳塔,再经过段,在空气(或氮气)冷却器被气提塔顶放空气冷换热器以冷却进塔气然后去后面工序。却,经空气水分离器排除冷凝水后,(或经氮气缓吸收了二氧化碳的富液,从脱碳塔底流出,然冲罐)进入气提段底部,气提空气(或氮气)向上流后在闪蒸槽中闪蒸出富液中携带的大部分氢气、经填氮气和部分二氧化碳闪蒸气与变换气混合,重返气(或中国煤化工出来气提空起,从气提脱碳塔进口。从闪蒸槽底部流出的闪蒸液仍含有段顶离CNMHG及鼓风机后放大量的二氧化碳进入常解气提塔上部的常压解空。若空分来的氮气有足够的压力通过气提段,吸段,进一步在常压下解吸,常解气含98%以上的那么就不用鼓风机了。54石油化工设计第25卷以120kt/a氨的NHD脱碳装置为例,其结果在开车初期脱碳溶液温度达-20℃,远小于设计是气提空气带入系统的热量减少了48%,约值氨冷却器的气氨压力为0.08MPa(设计值为568Mh,水分减少了45%,从而减少了7kW的冰017MPa)。后来经多次检查判断溶液温度低的机电耗和289kg/h的脱水蒸汽消耗。原因是溶液循环量低,流量计显示860m3/h,而实兖矿国泰化工有限公司甲醇净化中的NHD际只有300m3/h左右,这种现象是仪表误导造成脱碳的工艺流程见图4。的,经过调整,目前溶液温度正常,接近设计值。脱碳溶液中的水含量主要来自脱硫气,如果脱硫气温度高,容易带水多,运行时间长了,会导致水溶液含量增高,有时可高达7%,会造成NHD吸收CO2能力下降,影响脱碳塔的出口指标。兖矿国泰化工有限公司脱碳溶液再生采用了干燥的N2气作为气源来气提再生,正常情况下可以达到自身的平衡。实践证明,NHD气体净化技术是一种高效节能的物理脱硫脱碳工艺,具有吸收能力大、选择性图4NH脱碳的工艺流程示意们-脱硫塔;它-气提塔;Ⅵ1-=闪蒸槽;V2-低压闪蒸槽;好、流程简单、净化度高、投资少、能耗低等优点P-脱碳贫液泵;C-闪压机;E-氮冷器;是以煤为原料生产合成氨、合成甲醇和合成醋酸E2E-气体换热器的一种经济合理的清洁生产技术,该技术系统操兖矿NHD脱碳系统的生产情况见表5。作稳定,工艺技术成熟,经济效益明显,溶液吸收衰5NHD脱碳系统的生产情况能力强,一次性净化度髙,还能脱除有机硫。应该设计值说传统流程是很成功的。但在甲醇装置新建改进脱碳塔气量/(m3h)115000120000进脱碳塔NHID溶液量/(m3h-1)建中,若结合成熟的有效的经验和新颖的设计思脱碳塔溶液温度/℃想深入优化流程、设备,还可以进一步节能降耗,溶液水含量,%脱碳塔压力/MPa3,433.51取得显著的经济效益和环境效益。天然气的脱硫脱碳塔出口CO2含量,%和甲醇生产等对总硫含量要求高的生产装置,建甲醇产量/(th议可优先考虑NHD法技术。从表5各项数据可以看出,各项指标基本优于设计指标。脱碳溶液循环量实际值稍高于设计值但实参考文献:[1]林民鸿NHID用于甲醇生产脱硫脱碳的技术进展[门],气体净际的进塔气量比设计值高,且脱碳塔出口CO2的化,200,5(1):1-2含量比设计值低,说明进脱碳塔的溶液量是优于(2]王宜元,赵兰龙ND法脱除酸性气体在甲醇净化装置中的设计值的。工业应用[C]甲醇设计和生产新技术交流研讨会论文资料脱碳溶液温度是指脱碳塔的ND溶液温度。集,全国化肥工业信息总汇编,2007,137-139,179·化在线中国煤化工300kt/a气体分馏装置日CNMHG2008年5月8日,安庆石化300k/aI套气体分馏装置的加工量由30υ/h提高到40/h,日夜兼程多产高附加值丙烯。目前,这套异地重建的新装置比老装置每天多产丙烯近200,增效约100万元。〈中国石化新闻网)2008-05-12