NHD与低温甲醇洗净化工艺的比较与选择

第32卷化肥工业第3期NHD与低温甲醇洗净化工艺的比较与选择童武元(中石化金陵分公司化肥联合车间南京210033)摘要通过对NHD和低温甲醇洗工艺的比较论述水煤浆工程气体净化工艺方案的选择及N脱硫脱碳在大型装置上的工艺设计概况。关键词气体净化NHD甲醇洗比较Comparison and Choice Between NHd and Low-TemperatureMethanol Wash Purification ProcessesTong WuyuanAbstract By comparing the NHD process with the low-temperature methanol wash process a dis-cussion is conducted on the choice of a gas purification process scheme for the coal-water slurry projectand the process design outlines of the NHd process for desulfurization and CO, removal in a large unitKeywords gas purification NHD methanol wash comparison1NHD脱硫脱碳与低温甲醇洗旳比较年产180kt合成氨但是其设备和材质基本上可低温甲醇洗、NHD脱硫脱碳工艺均为物理吸以全部立足国内,一次性投资比较低。收法工艺较成熟。1.1装置运行费用的比较在低温-50~60℃)下低温甲醇洗溶剂吸以金陵水煤浆项目初步设计条件为基础对收能力大溶液循环量小溶剂价格便宜气体净低温甲醇洗与NHD脱硫、脱碳工艺方案技术经济化度高操作费用低,能综合脱除气体中的H2进行比较数据见表1COS、CO2溶液不起泡、无腐蚀性H2S浓缩简单1.2净化工艺方案的选择在原料煤硫含量波动较大的情况下H,S浓度仍尽管NHD的纯消耗费用比低温甲醇洗要高,可满足硫回收的要求。但是低温甲醇洗工艺尚未但低温甲醇洗装置一次性投资较大折旧费、大修实现国产化需耗用和引进大量低温钢材同时要费、管理费所占比例也高综合年操作费用还略高支付专利费用一次性投资高。于NHD工艺。此外NHD工艺在国内某化肥厂NHD净化工艺是近年来国内发展起来的新180kt/a合成氨装置上已成功应用,有一定的生工艺溶剂性质稳定蒸气压低损耗少净化度产和管理经验且金陵水煤浆工程的流程工况与高净化气中CO2含量在0.1%以下适合配甲烷之相似。本着节约投资采用国内先进成熟的净化流程对CO3、H2S、COsS吸收能力强尤其能选化技术这一原则,金陵水煤浆工程气体净化决定择吸收H2S对合成原料气的净化采用先脱硫后采用NHD脱硫、脱碳技术。脱碳旳方法。脱硫需消耗少量的热量脱碳时需消耗少量的冷量属于低能耗的净化方法。相对NHD脱硫脱碳工艺流程低温甲醇洗而言其溶液循环量大能耗比低温甲2.1流程说明醇洗高目前国内应用此工艺的最大装置能力是金陵水煤浆工程改造装置能力年产300kt合第32卷化肥工业第3期表1NHD与低温甲醇洗运行费用比较表水按0.10元/m3甲醇按2元/kg、NHD按126元/kg计消耗指标成氨、520kt尿素、30kt氢气。采用的工艺流程项目低温甲醇洗NHD为德士古水煤浆气化→耐硫变换→NHD脱硫、脱电/kW1415.05121.9碳→甲烷化→合成其中NHD脱硫、脱碳工艺流冷却水(m3·h-1)550,07.8程如图1所示0.55 MPa(1)脱硫蒸汽(th-1)饱和蒸汽)来自变换工段的变换气与脱碳气换热降温后饱和蒸汽)从塔底进入脱硫塔与NHD贫液逆流接触绝大溶剂损耗(kg:h-1)部分H2S和部分CO2被吸收,出塔顶的脱硫气电1302kWh冷量电7155kWh水5544m3/h总硫含量<5×10ˉ6)去脱碳塔:塔底富液经还需用变换部分余热水力透平回收能量后进脱硫高压闪蒸槽,蒸气消耗费用(万元a1)2268.362304,16去脱碳闪压机富液进浓缩塔进一步降压闪蒸塔折旧费(万元a-1)67.75顶用部分贫液来吸收闪蒸气和来自脱硫闪压机的大修费(万元·a-1)297,92265.62气体中的H2S未被吸收的CO2放空放空气中H2管理费(万元,a-1)18.97S<10×106出浓缩塔的富液再经过二级闪蒸与年操作费(万元·a-1)3155.313094.95装置投资/万0051.007589.20換热进入再生塔再生出塔尾气H2S含量达到注(1)低温甲醇洗消耗来源于林德传真资料(2)NHD消耗资料27%以上再生后的贫液经换热后分别去脱硫塔来源于改造工程初步设计资料(3)低压蒸汽由变换提供消耗费和浓缩塔。用未计入〔4)脱硫尾气送炼厂集中处理需增加浓缩塔投资约(2)脱碳1000万元人民币硫回收装置取消(5)电按0.35元kWh冷却来自脱硫工段的脱硫气从下部进入脱碳塔,区&XX区区区区区区区图1NHD脱硫、脱碳工艺流程图1.脱硫塔2.浓缩塔3.再生塔4.脱碳塔5.气提塔6、13.高闪槽中讽栖第32卷化肥工业第3期与自上而下的NHD贫液逆流接触气体中的CO表2设计气体组成和工艺参数被溶剂吸收出塔顶的净化气含CO,<0.1%、总项目变换气脱硫气脱碳气硫<1×10ˉ6经分离器、气-气换热器去甲烷化组份/%工段泄塔底的富液经水力透平回收静压能进入430.10脱碳高闪槽解吸岀的部分溶解的CO,和H2与脱H0.56<5×101×10-6硫闪蒸气混和进入闪压机去脱硫工段循环吸收;出脱碳高闪槽的溶液与脱硫贫液换热经氨冷器、减压进低闪槽解吸岀大部分溶解的CO(纯度≥0.2399.68%)送尿素装置油出低闪槽的富液经N2气0.090.06提再生贫液送脱碳塔0.122.2设计气体组成和工艺参数40×10-6设计气体组成和工艺参数见表2度/℃4.94力/M3流程设计特点流量(mh标态)24797023271413776(1)脱硫低闪压力0.5MPa富液直接进再均返回系统回收氢资源、生塔,节省1台富液泵。2)脱硫设浓缩塔提高H2S浓度脱硫尾4结语气送炼厂集中处理芇省投资优化了资源利用。1)NHD脱硫、脱碳工艺能耗低净化度高3)脱硫、脱碳富液泵均带能量回收透平冋投资省是值得推广的净化工艺。收富液静压能降低能耗。(2)NHD技术在金陵水煤浆项目的大型装4)脫硫溶液利用变换余热再生脱碳溶液置上的应用在国内是第一家是技术上的创新同利用空分低压N2气提再生。时也有一定的风险所以在设计过程中要慎重装(5)脫碳低闪槽置于气提塔顶溶液自动流置设计的处理能力和工艺指标有待装置投产后进入气提塔无需泵送。步验证〔6)岀脱硫所有闪蒸槽及脱碳高闪槽的气体收稿日期2004-0805)必4必4必必4必4必必4如必少必必必必上接第37页)冷能力6.27~18.81MJ/h(1.5~4.5Mca/h)2)在相同制冷量下冰机出口总管压力下从实际使用情况看该项技术具有如下特点降0.2~0.4MPa(1)可回收90%的冰机油。(3)在相同负荷下0800mm系统氨冷器温(2)可明显改善冰机运行工况,降低冰机出度下降1~2℃⑩1200mm系统氨冷器温度下降口压力和温度同时节电。如按节约5%冷量计2~3℃。日产氨240t的企业年节约电费在10万元以上4)氨冷器的排油由每班1次延长至3d13)氨冷器的温度按降低2℃计合成进口次大大减少了煮油器的煮油频率减轻了氨油对氨含量可下降0.2%合成压力可下降0.4MPa,环境的污染这对全厂的节电是有很大益处的。(5)若仅考虑回收冰机油的直接效益约3(4)对于采用NHD脱碳的企业来讲其应用年即可回收投资。的意义显得尤为重要。参考文献6结语1国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册冰机超滤油分是一项节能、节油、具有综合经2梅安华等.小合成氨工艺技术与设计手册济效益的技术现已完成2.09~3.44MJ/H(0.5