甲醇系统节能减排技术总结

第37卷第8期化工技术与开发Vol.37 No.82008年8月Technology & Development of Chemnical IndustryAug.2008甲醇系统节能减排技术总结季文普，陈海英(兖矿鲁南化肥厂,山东滕州277527)摘要:以甲醇系统运行9年的实际经验,从工艺流程、节能技改、废气废水资源化、废水终端处理四个方面总结节能减排的技术和经验。关键词:甲醇;节能;减排;资源化中图分类号: X 786文献标识码: B .文章编号: 1671-9905 (2008) 08-0053-03兖矿鲁南化肥厂始建于1967年,是以生产尿2采用节能新技术回收工艺气素、甲醇为主的化工企业,主导产品年生产能力为合成氨50万t、尿素80万t、甲醇17万to多年来,企(1)甲醇弛放气中有效气约70%，传统做法业一直把节能减排、清洁生产作为降本增效工作的是作为燃料气烧掉,转换成热能在生产系统中回-项要务。本着“源头控制、合理用能、减少排放、污用，我厂把它作为原料气回用于合成氨生产装置。水回用”的节能减排策略,通过多项技术改造,实现根据甲醇催化剂使用时间的长短不同，甲醇驰放气了甲醇气相全回收、放空气回用,机泵冷却水回用、2300~2800 m3.h~1,压力4.2 MPa,配管φ50并净化系统二氧化碳气回用、甲醇废水回用。人合成氨净化系统人工段分离器前，进入变换系统生产合成氨，年可增产合成氨6300 to ,1工艺流程技术先进节能(2)投用新型全收率甲醇分离器,可减少甲(1)采用三塔精馏流程。目前甲醇精馏常用醇放空量,提高甲醇分离效果,减少甲醇人塔量,的方法有三塔工艺流程与双塔精馏工艺流程,相对提高甲醇单程转化率，降低动力消耗。双塔工艺流程而言，三塔工艺流程有如下优点:在5.0 MPa, 35 C工况下，大约只有80%左(1)能耗低。三塔精馏工艺节能的核心是将加压塔右的甲醇变为液态甲醇，全收率甲醇分离器用少量塔顶气(130 七左右)的冷凝潜热作为常压塔塔底水吸收气态甲醇，使其液化后再分离出来,分离较的热源。-方面节约了再沸器蒸汽用量，另一方面彻底，分离器出口气相中甲醇含量小于0.1%，出节约了冷却水用量。(2) 产品质量高。三塔精馏对塔液甲醇浓度大于60%，提高了甲醇合成催化剂提高产品质量有明显效果，可生产符合GB 338~的转化率，甲醇放空量降低20%，每h可降低放2004要求的优等品，有利于市场竞争。空量500 m3.h-',每h增产0.2t甲醇，则每年增(2)充分利用来自各再沸器的蒸汽冷凝热。产 1584 t精甲醇。t甲醇降煤耗12 kgo因为蒸汽冷凝液中含有10%左右的蒸汽，其气化新增加全收率分离器每h需要增加2 m3.h-1潜热和冷凝液的显热可利用于粗醇预热器的热源。脱盐水用量，可以省去水洗塔用水量0.5 m3.h-1,(3)常压塔和气提塔的放空气经过不凝气冷预塔每h补水2 m3.h-1,所以每h节约用水量0.5却器进- -步回收甲醇后放空,既降低了消耗，又减m3.h~1,则每年可节约用水量3960 m'。少了污染。(3)两台中2800甲醇合成塔并联运行，合成塔(4)甲醇净化脱硫的酸性气-部分经克劳斯设计能力提高，降低了合成运行压力，节约电耗,硫回收装置制备固体硫磺,作为副产品出售, -部柔性调节醇氨产量,以求效益最大化。分送我厂自主研发、成功应用的硫化氢提浓装置提甲醇系统原始设计为10万t"a~'的生产能力,浓后生产高附加值的精细化工产品二甲基亚砜。甲醇合成塔为中2800的合成塔,现再上一中2800的作者简介:季文普(1969-), 男，1991年毕业于华东师范大学应用化学系，工程师，主要从事尿素、甲醇的生产管理和工艺技术收稿日期: 2008-04-2754化工技术与开发第37卷合成塔,两台42800甲醇合成塔并联运行，甲醇转三炉的时间仍能达到半年以上。3台气化炉装置的化率提高，系统压力降低，放空量减少,达到20资产为1.385亿元，这样能够盘活至少4600万元万ta~'的甲醇生产能力，而实际只要求增产2万t气化装置的资产， 足以提供年增产2万t甲醇产能●a-1,所以可有效降低合成系统运行压力约0.2~的原料气需求。0.3 MPa,降低联合机的电耗，t甲醇降低电耗20(7)新上- -套废水塔,提高废水中甲醇回收kWh。达到节能增产的效果。同时，在尿素价格率,降低消耗。低，没有效益时,可以将气量向甲醇系统倾斜,甲常压塔底排出的废水中甲醇含量- -般在1%以醇系统产能达20万t,实现生产效益最大化。上，当采出乙醇含量较低的优质精甲醇时，需要降(4)新上一台精甲醇水冷器,降低精甲醇温低常压塔低温度，这时废水中甲醇含量可高达度，减少精甲醇的挥发量，降低损耗。8%，改造后甲醇废水中甲醇含量约5%，每h产现精馏系统只有一台精甲醇水冷器，精甲醇采生废水(2+21.5/0.94) +0.95=3.6 m3。经过废出温度较高，可达40~50 C,而甲醇沸点较低为水塔处理后甲醇含量可降至0.1%以下，每h可回64.5C，在此温度下，大量的甲醇蒸气随着保护收甲醇0.1764m',即年可回收1397t甲醇。.氮气进入大气。新上一台精甲醇水冷器,不但可以3实施清污分流，废水废气资源化降低甲醇损耗，也降低了污染指数。回用(5)精馏新上一台粗甲醇预热分离器，提高粗甲醇人预塔的温度，充分回收蒸汽冷凝液的热(1)甲醇废水处理主要有文丘里萃取法、微生能，降低预塔蒸汽用量。物处理法、燃烧裂解法等方法。我厂综合利用甲醇据天津大学精馏技术国家工程研究中心和北洋废水，送往气化磨制煤浆，做到废水资源化处理,国家精馏技术工程发展有限公司试算，预精馏塔在减少了污染和治理耗能。不更换填料的情况下已达操作.上限，长期运转时抗(2)含有H2S、NH-N的变换冷凝液经热力波动能力较差,在预塔前加一-台粗甲醇预热分离除氧后送气化系统洗涤煤气,节约了煤气洗涤用器，直接用蒸汽冷凝液将出E5501的粗甲醇温度水，杜绝了净化界区的排放。由55C加热至110C,可以充分回收蒸汽冷凝液(3)甲醇净化浓缩塔放空气CO2回收送至碳中的热能，还能减少预塔的蒸汽用量,降低消耗。酸钾车间作碳源使用，可减少0O2排放量250 m3.(6)充分利旧,优化运行。h-',年可减排二氧化碳3535 t。①将原低温煤炼油废置净化装置稍加改造，盘(4)脱碳闪蒸CO2气在我厂新上醋酐项目中活大量资产。原低温煤炼油净化装置试验完毕后，设计为 00制备系统作原料气，可减少CO2排放量脱硫、脱碳设备-直处于闲置状态，主要有水煤气3000 m2'.h-'。加热器、循环水冷却器、气气换热器、氨冷器、精(5)气化界区、甲醇净化界区、甲醇合成界区脱前加热器、精制气冷却器、水解分离器、脱硫分机泵冷却水全部回收,并人循环水系统作循环水补离器、二次分离器、脱碳分离器、有机硫水解槽、水。 每h回收水50 m3'.h-1,年回收二次水36万精脱槽、脱硫塔、脱碳塔、脱硫泵、脱碳泵、贫液m'。泵、富液泵、锅炉给泵等20台设备,投人少量资4实施终端污水综合治理，实现可持金将此装置进行改造，新增一台直径为1.6 m的精脱硫槽,对煤炼油脱硫脱碳装置新增部分仪表控制续发展系统。煤炼油净化装置改造后经计算完全可以满足结合国家实施“南水北调”工程要求，企业加年增产2万t甲醇产能的净化处理要求。大循环经济、节能减排工作力度，投资1.17亿元，②充分利用空分装置投产后的富裕氧气量,不建成了目前全国化肥行业规模最大、工艺最先进的需要新上空分装置。气化三炉运行,单炉负荷下污水处理工程。该项目由华东理工大学工程设计研降,煤氧比下降,运转设备的满负荷运行,气量增究院设计，主体处理工艺采用A/O法+反渗透法,大，产量提高,煤耗、电耗降低,从而降低成本。主要针对鲁化和其他化工企业排放的工业废水和生除去气化炉计划检修和机动检修时间，气化- -年开活污水进行处理。第8期季文普等:甲醇系统节能减排技术总结55默磺闪基CO,气送鹰酐产品CO制备系统披统塔放空气CO,生产装胶师[空分]氧气生因→一国一四一颗“渣↓o李换冷费液酸性气黑灰水处灰水|硫化氨提浓|硫回收|↓灰硫磺二甲基来砜←一来出合成甲醇←精]←-合成甲的一[压缩一 精脱碗←菜森甲醇聪放气递合成氨系统作原料气甲醇系统净化界区、合成界区已经实现污水回污泥部分回流到缺氧池进口与初沉池出水汇合,回用，达到零排放, COD、NH3 - N和高浊度的污水流比控制在0.75,其余污泥进人生物污泥浓缩池。主要在气化界区，在保证气化界区渣水和煤气洗涤二级出水通过提升泵输送进人三级深度处理系统,水平衡的同时，一部分污水需外送处理。甲醇系统首先进入USB反硝化池，在厌氧的条件下，通过污泳和其他系统污水由污水泵加压后通过一条向来水补充碳源，水中的微生物进-步去除二级出DN600的管线输送到污水处理厂。污水进人污水水中带来的氮元素; USB反硝化池出水进入生物处理厂后先经过格栅过滤除去固体物质,然后汇人接触氧化池去除外加碳源所增加的COD,生物接调节池进行水质调节。调节池内设水下搅拌机，使触氧化池脱落的生物膜随出水进人反应池与外加絮各路进水与三级处理的滤池反冲洗水和脱水机的压凝剂混合,水中的悬浮物通过絮凝作用,形成大颗滤液混合均匀,再由提升泵输送到初沉池，污水在粒状物，进人沉淀池后通过重力沉淀作用使大部分初沉池内经过初步沉淀，除去水中悬浮物，使固体固体悬浮物被除去,沉淀池出水再通过由级配石英悬浮物降低到20 mg"L~'以下。初沉池出水汇合好砂组成的滤池进--步降低出水的浊度和悬浮物指氧池回流消化液和二沉池回流污泥进入缺氧池，缺标。污水经过三级处理后, NH3- N≤0.1 mg.氧池出水进人好氧池,好氧池通过罗茨风机往污水L', C0D<10mgL', ss≤0.00 mg*L71,达中鼓人空气补充溶解氧，好氧池内的溶解氧含量控到I类地表水排放标准。制在2.0~3.0 mg'L~l,通过给水中各种类型的微目前该装置日处理污水2.6万t,其中2万多t生物创造适宜的生存条件，利用它们的新陈代谢作进行回用，回用率达70%以上，每年减排废水330用来除去水中的各种污染物，从而达到净化出水的万t、C0D2660t、氨氮1420 t,废水的排放指标作用。好氧池出来的消化液部分回流到缺氧池进口优于《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标与初沉池出口汇合,消化液回流比为3.0。部分消准>要求，对改善区域生态环境、节约水资源和能化液进入二沉池去除水中悬浮状态活性污泥，二沉源具有重要意义，对我国煤化工行业节水和资源综池出水NHs -N≤1.0 mg.L~1, COD≤20 mg*合利用将起到积极示范和带动作用。L~I, Ss≤10 mg.L-1,达到了国标规定的一级污(下转第35页)水综合排放标准(GB 8978 - 1996)。二沉池底部第8期王元忠等:微波消化氢化物原子吸收法测定大百合中砷的含量353.8回收率试验-种较好的分析方法。精密称取样品(大百合种球,060827批)0.5 g,参考文献:分别加入已知浓度的对照品溶液,同样品溶液的制[1] Deletis Flre Reipublice Popularis Sinicae Agendae A-备方法处理样品并测定砷的含量,结果见表1。caderniae Sinicae Edita(中国科学院中国植物志编辑委表1加样回收试验结果员会). Flora Reipublicae Popularis Sinicae Tomus 14(中国植物志第14卷)[M]Bejing; Ssience Press(北京:科样品中已加入量测得值回收率平均回收RSD知量/吧信g/%率/%/%学出版社),1980.157.0.03408 0.030 0.06142 95.3[2] LIU Run-min(刘润民).大百合果实中的异海松烧型0.03371 0.030 0.0607490.1二萜代合物[J]. Acta Botanica Yunnanica(云南植物研0.03434 0.035 0.06977 101.796.955.78究),1984,6(2):219.0.03370 0.035 0.06658 95.6[3] GB/T 5009.11-1996,中国人民共和国国家标准.食品0.03390 0.040 0.06758 97.80.03424 0.040 0.07164 101.2卫生检验方法理化部分[S].[4]国家药典委员会 .中华人民共和国药典(一部)[M].3.9 检出限北京:化学工业出版社.2000.以测定11次标准空白溶液的3倍标准偏差计[S]胡文鹰,尹红军,江夕夫 .氢化物发生原子吸收法测定算检出限为0.036 pg.kg-'.化妆品中砷[J].中国公共卫生, 1998,14(1):36-37.3.10结论[6] 李小丽,蒋瑾华.微波消化氢化物原子吸收法测定奶本法操作简便快速,线性关系良好,精密度、回粉中的砷[J].中国乳品工业2000,28(4):30-32.收率都达到痕量测定的要求，为大百合的测定提供Determination of Arsenic in Cardiocrinum Giganteum by MicrowaveDigestion-Hydride Generation Atomic Absorption SpectrometryWANG Yuan- zhong' ,LIU Hong go2 ,LI Tao?, SHA Ben-cai?(1. Laboratory of Yunnan Herbal Biotech in Kumming H-Tech IndustrialDevelopment Zone, Institute of Herb Biotic Resources, Yunnan University, Kunming 60091, China;2. Yunnan Agricultural University, Kunning 650201, China;3. Yuxi Teacher's Cllege, Yuxi 653100, China)Abstract; Hydride generation atomic absorption spectrometry was used to determine arsenic sample by mi-crowave digesting. The detection linit of the method was 0. 036pg4kg, RSD= 5. 48% ,the recovery was in therange of 90% ~ 101%. The method was simple, rapid and with high sensitivity, and∞uld be applied for thedetermination of trace amounts arsenic in Cardiocrinum Giganteum.Key words: microwave digestion; hydride generation atomic absorption spectrometry;Cardiocrinum Giganteum;arsenic(上接第55页)Technical Summary of Energy-saving and EnvironmentalProtection in Methanol SystemJI Wen-pu, CHEN Hai ying(Luman Fertilizer Plant, Yankuang Group. , Tengzhou 277527, China)