低温甲醇洗工艺节能改进探讨

第13卷第1期VOL 13 NO. 1柔胡技2015年1月Jan.2015低温甲醇洗工艺节能改进探讨崔静思神华煤制油化工有限公司包头分公司甲醇中心,内蒙古包头,014010)摘要:低温甲醇洗工艺发展至今,虽不断改进完善,但仍然存在着一定的节能改进空间。通过給脱除硫化氫后的工艺气降温,使得其中部分二氧化碳液化分离下来,剩余的部分二氧化碳再利用甲醇吸收脱除,这样用于吸收二氧化碳的甲醇量就会相应减少,甲醇循环量得以降低,从而降低生产运行过程中流体输送的能耗。关键词:二氧化碳液化分离中图分类号:TQ52文献标识码:B文章编号:1674-8492(2015)01-093-041技术背景大的缺陷,但因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的优势。在应用过程随着我国工业化进程的加快和程度的深入,对能中得到不断的改进完善,就其工艺而言也还是存在着源的需求与日俱增。受我国资源缺油少气富煤的特一定的节能改进空间。其中,二氧化碳在低温液化分点、当前科学技术水平下新能源开发利用比重小、考离部分应该是节能改进措施的重点。虑到一次性投资规模以及投入产出比等诸多因素的制约,所以石油类能源的加工利用还将在较长时期内2改进思路占据我国能源需求的主导地位。低温甲醇洗工艺过程中,甲醇循环直接的、间接石油天然气价格上涨,导致石油天然气类化工成的能耗占了整个工艺过程能耗的50%以上。现有的煤本增加,低成本的煤炭替代石油天然气加工生产化工气化工艺过程所产的水煤气中二氧化碳含量高,硫化产品的比重将越来越大,特別是在富煤少油的我国更物等其它酸性气体含量低。低温甲醇洗的循环甲醇在有遍地开花、飞速发展之势。用来脱除硫化物等其它酸性气体的同时,还要脱除二煤化工生产过程中,煤气化后的气体含二氧化氧化碳,脱除硫化物等其它酸性气体所需的甲醇量碳、硫化物,应用过程中先进行气体的净化煤气净化少,而脱除二氧化碳所需的甲醇量大。若能通过其它方法有:栲胶脱硫法、NHD气体净化法、低温甲醇洗节能工艺方式降低工艺气中的二氧化碳含量就可以气体浄化法,其中低温甲醇洗工艺以其节能优势成为减少浄化工程中甲醇的需求量,从而降低甲醇循环现代大型煤化工气体净化的首选。量,降低过程甲醇输送动力消耗、达到节能目的低温甲醇洗是上世纪50年代初林德和鲁奇公司通过给脱除硫化物等其它酸性气体的工艺气降联合开发的适用于处理含高浓度酸性气体的净化工温,使工艺气中的部分二氧化碳液化分离,再利用甲艺。低温甲醇洗工艺选择性好,可以有选择性的脱除醇对工艺气进行二氧化碳的脱除,就相应减少了吸收氧化碳和硫化氢;气体净化度高,可以使净化工艺二氧化碳的甲醇的需求量。气中总硫小于0.lppm,可以很好的保护后续加工工艺的催化剂不受硫化物的毒害、并保证产品纯度。甲3改进技术要点醇的热稳定性和化学稳定性好,损失率低。3.1液化分离部分二氧化碳现有的低温甲醇洗工艺,虽然存在一次设备投资通过脱除硫化物等其它酸性气体后的工艺气降中国煤化工作者简介:崔静思(1968-),男,1988年毕业于兰州化工学校无机化工专业,现供职于神华CNMHG甲醇中心,从事线生产操作。Te:15847292119,E-mi: cups@163com崔静思:低温甲醇洗工艺节能改进探讨温,使得部分二氧化碳液化分离下来。分离液态二氧至-51℃(06)进入气液分离罐Ⅴ2,分离其中的液体二化碳后的工艺气中还残留部分二氧化碳,剩余的部分氧化碳(11),此时工艺气(07)中的二氧化碳含量与其氧化碳再利用甲醇吸收脱除。由于部分二氧化碳以对应温度下的饱和分压相关;液体二氧化碳(1)经过液体形态被分离出来,所以吸收二氧化碳的甲醇量相二氧化碳蒸发冷却器F03形成气态的二氧化碳、经过应降低。过程换热器E01对二氧化碳的冷量进行利用,并产出改进工艺后,循环甲醇量降低,有以下几方面气体二氧化碳产品(13)。优点:用于输送甲醇的动力消耗相应降低;系统中分离液体二氧化碳后的工艺气(07)经过过程换流体动能热能转换得以降低,系统冷损得以减少;热器E0I交换冷量后(08)进人脱碳塔T2,由贫甲醇带往后续二氧化碳的量得以降低,降低了甲醇再生(14)吸收其中的二氧化碳,从而形成符合下游工艺要的能耗;带往后续二氧化碳的量得以降低,降低了求的净化工艺气(09)。甲醇再生的氮气消耗,其中夹带的有效工艺气(H2CO)量得以减少,过程中的工艺气损失得以减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,更利于后续二氧化碳的捕集和储存。总的来讲,生产运行成本的降低,使得低温甲醇洗工艺在与其它净化工艺竞争的优势更加明显。3.2液体二氧化碳洗利用液体二氧化碳对脱硫塔T1上部出口工艺气夹带的硫化氢、甲醇等进行再次吸收甲醇量的减少用来脱除硫化氢的甲醇量相应减少,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;脱硫塔图1改进型低温甲醇洗工艺流程—一部分内上行的工艺气与液体甲醇逆流而行,气体会夹带为避免二氧化碳在二氧化碳蒸发冷却器E03中定量的甲醇,利用过程中液化分离下来的部分液体一固化,通过控制二氧化碳蒸发冷却器E03出口压力高氧化碳对硫化氢吸收塔T上部工艺气进行再次洗于二氧化碳三相点压力O18MPa,达到控制液体、气涤,用以控制后续工艺气硫含量、以及液化分离的液体二氧化碳温度高于-5657℃,从而避免二氧化碳蒸体二氧化碳品质。发冷却器E03内温度低于其三相点(温度:-56.57℃4改进型低温甲醇洗工艺流程——部分(见压力:058MPa)冬5节能效应吸收了二氧化碳的甲醇(15)经过P2泵提高压力该改进型工艺,针对不同的煤气化工艺有不同的(16),在脱硫塔们内吸收工艺气(01)中的硫化氢等节能效应在冷冻液化温度相同的情况下,工艺气压酸性气体;经过脱硫塔们吸收硫化氢等酸性气体后力高、二氧化碳含量高、二氧化碳所占的分压高,液化的工艺气(02)、经过过程换热器EO降温(03)、气液分离的二氧化碳分率大,节能效应大。分离罐V1分离工艺中的液体二氧化碳(10),同时把以神华包头煤化工林德型低温甲醇洗工艺(简脱硫塔们出口工艺气(02)夹带的甲醇、硫化氢等溶称:林德型)与改进型低湿甲醇洗(简称:改进型)做计解于液体二氧化碳(10)中,并带入脱硫塔們继续精算对比。馏,并由脱硫塔T底部甲醇(17)带至甲醇再生工艺。51林德型数据不含甲醇、水、硫化氢的工艺气(04)经过冷量补51.1主要机泵中国煤化工充激冷器EO2降温(05)、二氧化碳闪蒸冷却器冷冻14lPlO1:160YHCNMHG第1期神柔胡技14lP102:132kW53神华包头煤化工低温甲醇洗设计有相同的两套14P103:400kW装置,比较数据以单套装置为基础(见表1、表2)141P104:400kW表1林德型(单套装置141P105:2240kW进料出料损耗14lP106:55kWkmol/kmolkmol/h141P107:1lkW电力消耗41PC01: 1000k W冷损010000kca/h总功率:4398kW有效气损耗1187311828.744281861418.8Nm/h51.2有效气体(H2CO)损耗甲醇损耗14993.71491.22.4903变换气(1)中(H2、CO)的量减去净化气(15)中气提氮气58013000NMh(H2、CO)的量表2改进型(单套装置)17574×(0.46008+0.21552)-12206×(0.66186+进料出料损耗损耗0.30723)kmol/h kmol/=44.28186kmol/h电力消耗51.3甲醇损耗冷损318929kcal2.4903kmol有效气损耗11873411847724.04424574.5Nm/h514冷损甲醇损耗35869335855413856445kgh8.01×10kcal/h气提氮气515气提氮气580kmol/h6存在问题解析5.2改进型低温甲醇洗数据(1)不能确定二氧化碳的水合固化性质,就不能5.21主要机泵功率精确二氧化碳蒸发冷却器E03的控制压力;该现象P1: 22.1kW般出现在二氧化碳蒸发冷却器EO3内,通过被冷却工P2:64.5kW艺气的温度差可以判断,一端发现二氧化碳水合固化P3:89,3kW时只需提高二氧化碳蒸发冷却器E03出口二氧化碳P4. 30k W的压力即可解决。P5:82.3kW(2)缺乏工艺气在液体二氧化碳中溶解的亨利系6:66.3kW数,计算中套用工艺气在甲醇中溶解的亨利系数,影P7:480.3kW响产品二氧化碳纯度估算、影响循环气压缩机功率推C1:216kW总功率:9685kW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。有效气体(H2、CO)损耗(3)净化工艺过程延长,增加了设备投资。变换气(1)中(H2、CO)的量减去净化气(13)中(H2、CO)的量液化分离二氧化碳后,脱碳塔、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17574×(0.46008+0.21552)-12226×(0.66095+(4)净化工艺过程延长,工艺气压降增大,会相应0.30821)=2404424kmoh增大过程能耗。523甲醇损耗液化分离二氧化碳后的净化节能效应远远大于1.3856kmol/h工艺气压降的能耗5.2,4冷损(计算过程较为繁杂,予以省略)3.189729×10%kcal7结束语5.25气提气YH中国煤化工该改进型106. 61kmol/hCNMHG分离部分崔静思:低温甲醇洗工艺节能改进探讨氧化碳后与原低温甲醇洗工艺,在整个工艺过程中节数据和实际生产会有一定的偏差,但不会影响工艺整能效应比较明显。该过程只是通过理论计算,与试验体的节能性。Discussion on Improvement of Rectisol Process Energy ConservationUI(Methanod Center of Baotou Branch, Shenhua Coal Oil Chemical Engineering Co, Ltd, Baotou, Inner Mongolia, 014010)Abstract: Since the rectisol process development until now, though it is constantly improved, it still existscertain energy conservation room for improvement. It makes some carbon dioxide liquid separation throughcooling the rectisol process gas after removing hydrogen sulfide, and the remainder of the carbon dioxide ab-sorption removed by recycling methanol. The amount of methanol that used to absorb carbon dioxide will reduce correspondingly and the circulation volume of methanol is reduced, thus the energy consumption of fluid transportation is reduced in the process of production operationKey words: Carbon dioxide; Liquefaction; Separation(收稿日期:2013-12-16责任编辑:马小军)上接第92页Application and Improvement of Roller Briquetting Machinein Lignite UpgradingZHU Zi-zhou, LIU Yun-xiao, CHU Liang, HAO Shi-xing, WANG Chun-yu, CUI Lang-lang(Hulunbuir Shenhua Clean Coal Co., LiMongolia, 021025)Abstract: The Lignite upgrading project adopts the technological process of high temperature gas drying theraw coal instantaneously, high-pressure molding with binderless roller briquetting machine. However, gas detonation occurs in the process of high-pressure molding, this will result in forming rate decreased, frequentequipment failure, so the roller machine cannot run stably for long time. This paper provides an overviewof improvement measures of the roller briquetting machine. The measures ensure the problems mentionedabove has been improved, and can solve the bottleneck problem of the machine can not realize long periodwords: Lignite upgrading; Roller briquetting machine; Gas detonation; Structure; Technological parameter(收稿日期:2014-07-31责任编辑:马小军中国煤化工CNMHG