52万t/a尿素装置中低温甲醇洗工艺流程及设计特点 52万t/a尿素装置中低温甲醇洗工艺流程及设计特点

52万t/a尿素装置中低温甲醇洗工艺流程及设计特点

  • 期刊名字:煤化工
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  • 论文作者:高志博,史桂青,高鲲
  • 作者单位:国电赤峰化工有限公司
  • 更新时间:2020-03-24
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第2期(总第165期)煤化工No. 2(Total No 165)2013年4月Coal Chemical IndustryApr.201352万ta尿素装置中低温甲醇洗工艺流程及设计特点高志博,史桂青,高鲲(国电赤峰化工有限公司,内蒙古赤峰024070)摘要介绍了国电赤峰化工一期工程52万t/a尿素项目配套的低温甲醇洗工艺流程,分析了该工艺流程的设计特点:采用真空鼓风机抽真空,提高了甲醇半贫液的贫度、CO2产品气的纯度;采用CO2吸收塔,可同时处理来自HS吸收塔的脱硫气和甲烷转化装置来的转化气;变换气冷却器采用缠绕式换热器,可降低能耗等生产实践表明,釆用低温甲醇洗技术能够有效脱除酸性气体,且净化气质量稳定,可满足合成氨工段和生产尿素的需求。关键词尿素,低温甲醇洗,净化,HS,COQ2文章编号:1005-9598(2013)-02-0039-04中图分类号:TQ113.26文献标识码:B在国电赤峰化工有限公司一期工程52万t/a尿来自变换冷却工序的变换气(119300m/h)经分素项目中,以平庄矿区元宝山露天煤矿褐煤为原料,离、冷却后,进入HS吸收塔底部预洗段,脱除石脑采用碎煤加压气化技术,生产大颗粒尿素。为了给下油、HCN等杂质,再进入HS吸收塔上段,选择性吸收游工序提供合格的净化气,必须对合成气中的CO2、HS、C0S,得到的脱硫气进入CO2吸收塔下部,与来自H2S、C0S等酸性气体进行脱除。净化气的质量直接影甲烷转化装置经分离冷却后的甲烷转化气一起脱除响到液氮洗工序的运行合成氨和尿素的产量及合成cQ2。经吸收后,从塔顶出来的净化气直接送至液氮洗触媒的使用寿命,因此,气体的脱硫脱碳尤为重要。装置。为防止变换气中水分在低温下结冰,分别在变目前,低温甲醇洗技术已经在国内外多套合成氨换气进入变换气冷却器、合成气/转化气换热器Ⅱ之及尿素、合成甲醇、C1化学品生产、鲁奇煤气化、德士前,预先喷入少量冷甲醇。古( Texaco)煤气化、壳牌(Shel1)煤气化等化工装置从热再生塔塔底出来的贫甲醇经过富/贫甲醇中得到了广泛的应用,是一种成熟的、极具发展前景换热器(A~J)、贫液/半贫液换热器(图1中省略)连的净化HS和C酸性气体的工艺技术。国电赤峰化续换热后,送入CO2吸收塔顶部洗涤CQ2。来自CO2吸工有限公司化工一期工程52万t/a尿素项目,配套收塔塔底的无硫富液经氨冷器冷却后,送人HS吸收的低温甲醇洗采用改进的鲁奇( Lurgi)工艺,对变换塔。从H2S吸收塔主洗段出来的含硫富液进入浓缩塔工段出来的变换气进行脱硫脱碳,使产出的净化气质I段,闪蒸出燃料气之后,进入Ⅱ段用低压氮气汽提量达到总硫≤0.1×10、C02≤20×10的设计标准,出C2,所得含硫富液经富/贫甲醇换热器换热后,进以满足后续工序的需要。入热再生塔I段闪蒸,再进入Ⅱ段进行热再生;再生所得的贫甲醇循环回CO2吸收塔上部。热再生塔Ⅱ段析152万ta尿素装置中低温甲醇洗工艺流程出的酸性气经冷却、分离其中的甲醇,再经复热后,送至硫回收装置。浓缩塔Ⅱ段与闪蒸塔Ⅱ段闪蒸气一起52万t/a尿素装置中低温甲醇洗工艺流程示意进入尾气水洗塔(图1中省略),洗涤回收甲醇后放图见图1空收稿日期:2012-11-22作者简介:高志博(1983—),男,辽宁葫芦岛,硕土,2007年本科毕业于沈阳化工学院,从事煤化工生产和精细化学品合成研究,E-mail:hh-101163.com。煤化工2013年第2期净化气去液氮洗去烟囱去硫排放回收盐水C产品气燃料气液氮洗氮变换气自气化油合成气来自液氮洗一HS吸收塔2-C02吸收塔3—闪蒸塔4—浓缩塔5—热再生塔6—尾气水洗塔7一共沸塔甲醇水塔9—萃取器10—富/贫甲醇换热器A-J11—0O2真空鼓风机12—变换气冷却器图152万ta尿素装置中低温甲醇洗工艺流程示意图C02吸收塔塔底另一股无硫富液经甲醇冷却器冷B壳程。甲醇水塔底部排出的含醇废水经冷却后,送却后,进入闪蒸塔I段上部,经五级闪蒸再生,得到的至污水处理装置。为了减缓氢氰酸对甲醇水塔等设备半贫甲醇(-67℃)分为2股,一股经贫液/半贫液换的腐蚀,在再沸器入口管道,加入质量分数10%的热器换热后,进人C02吸收塔第40块塔板处,完成NaOH溶液,并保持甲醇水塔底pH值在8~10C02主洗甲醇循环;另一股依次进入闪蒸塔I、Ⅱ段和浓缩塔作为再吸收液。在闪蒸塔,Ⅰ段闪蒸出燃料气、252万t/a尿素装置中低温甲醇洗试运行Ⅱ段闪蒸出C02排放气、Ⅲ段闪蒸出CO2产品气,前3情况段闪蒸气在变换气冷却器进行复热;闪蒸塔Ⅳ段、V国电赤峰化工有限公司化工一期工程52万t/a段闪蒸气采用真空鼓风机抽成真空,以得到高纯度尿素项目配套的低温甲醇洗系统经过吹扫、气密实C02产品气,并加压后与Ⅲ段的CQ2产品气汇合,送至验、水冲洗、水联运、干燥、置换、甲醇填充、建立甲醇尿素CO2压缩机入口。循环等系列接气前准备工作后,于2012年7月底成来自HS吸收塔下段的预脱硫液进入萃取器Ⅰ功接变换气,变换气量约为78000m/h,试运行主要段进行闪蒸;闪蒸液经预洗/再生甲醇换热器回收冷数据列于表1(括号内为设计指标)。量后,进人Ⅲ段再次闪蒸,通过降液管,进入Ⅳ段萃取缓冲室,与来自尾气水洗塔的一股含醇水混合。尾气3工艺流程设计特点水洗塔的另一股含醇水进入萃取器Ⅱ段,洗涤来自共沸塔的不凝气,洗涤液进入萃取器Ⅳ段的萃取缓冲31甲醇对酸性气的吸收具有高选择性,气体净化室。萃取器Ⅳ段缓冲室的甲醇-水混合物经分配器进程度高入萃取器,静置分层萃取石脑油。在下层的甲醇-水甲醇为极性分子,对HS、C0S、C2等酸性气体的混合物经预热后,进人共沸塔蒸馏。共沸塔塔顶冷凝溶解度大,而对H2、2C0及CH1等非极性分子的溶解液一部分送至萃取器Ⅳ段I室,其余部分作为回流度小。压力越高温度越低,CO2、COSs和HS在甲醇中液。出共沸塔塔釜的甲醇-水混合物送至甲醇水塔进的溶解度越大,而H2、N2、C0及CH1等在甲醇中的溶解行精馏分离甲醇水塔回流液来自富/贫甲醇换热器度随着温度的降低而降低。因此在C2C0s、HS、N3013年4月高志博等:52万a尿素装置中低温甲醇洗工艺流程及设计特点41表1试运行主要指标时间净化气CO2净化气总SCO2产品气纯度酸性气中HS体蒸塔塔底(≤20×105)(≤0.1×106)(>98%)/%积分数(≥32%)%温度(-67℃)/℃2012-07-27未检出未检出99.22012-07-28未检出未检出2012-07-29未检出未检出99.234.82012-07-30未检出未检出99.0352012-07-3未检出未检出9935.0等以及其他硫化物一起脱除的同时,H、CO、CH4等有股冷合成气(-55℃)、CO2废气、C2产品气、燃料气4用气体损失较少。甲醇对HS溶解度比对CO2溶解度种气体逆流换热。不但利用了缠绕式换热器具有的流大,且吸收C2后不影响对HS的吸收故可用无硫程布置紧凑、设备数量减少、传热效果好、冷量回收较富液进行脱硫从而大大节省了吸收剂甲醇的用量。为彻底、系统阻力降低和冷量散失减少等优点,还从在52万t/a尿素装置中,低温甲醇洗工序在液氮洗装置中引出一股冷合成气换热,加强了52万2.7MPa压力下,用-60℃半贫甲醇及-48℃贫甲醇t/a尿素装置全系统的冷量回收,减少了能耗。吸收变换气中C2及HS,可以使净化气中总硫和C235提高去硫回收装置尾气中的HS浓度含量稳定地小于设计指标。进入低温甲醇洗装置的变换气中HS体积分数3.2采用真空鼓风机抽真空以提高甲醇半贫液的贫为0.64%,经过吸收、闪蒸、热再生过程,富集在酸性度、CO2产品气的纯度气中,送至硫回收装置。52万t/a尿素项目所用硫回在低温甲醇洗装置中,闪蒸塔Ⅳ段和Ⅴ段气相收装置采用超级克劳斯硫回收工艺,所需酸性气中管线与C2真空鼓风机连接,此种方法与用氮气汽提HS体积分数在32%以上。为了保证超级克劳斯硫回法相比,具有如下优点收装置的正常运行,将出热再生塔Ⅲ段回流槽去硫回1)CO2真空鼓风机将闪蒸塔Ⅳ段和Ⅴ段抽成负收装置的酸性气引回一部分,循环至HS浓缩塔底压状态(Ⅳ段:-30kPa,V段:-60kPa),使溶解在无硫部,用来自闪蒸塔底部的部分半贫甲醇液进行再吸富液里的C02更多地闪蒸出来,增大所得甲醇半贫液收,增加HS浓缩塔底含硫富甲醇中HS浓度,进而提的贫度,进而减少了吸收CO2所用的甲醇贫液量。高出热再生塔酸性气中HS的含量。从试运行效果来(2)闪蒸塔Ⅳ段和Ⅴ段闪蒸气中的CO2纯度高看,本套装置可以保证酸性气中HS体积分数在32%(>98%8),满足用作合成尿素原料气的要求,增加了以上,可使超级克劳斯硫回收装置正常运行。CQ2的回收率。(3)在负压状态下,闪蒸出更多C2的同时,产生4结语了更多的冷量,可以使所得甲醇半贫液的温度降低至国电赤峰化工有限公司一期工程52万t/a尿素67℃以下,减少系统的冷量需求和液氨用量。项目配套的低温甲醇洗装置采用改进的urgi工艺33采用CO2吸收塔以同时处理两种原料气提高了甲醇半贫液的贫度、CO2产品气的纯度、CQ2回通过本装置的CO2吸收塔,同时处理来自BS吸收率及酸性气的HS浓度,减少了系统冷量的损失和收塔的脱硫气及甲烷转化装置的甲烷转化气,两种气消耗,节省了设备投资及后续维护费用降低了生产体分别从C2吸收塔的底部和第15块塔板处进入,成本,达到了“节能减排,低碳环保”的目的。并用从塔顶进入的贫液和第40块塔板处进入的半贫通过工艺分析及实际运行数据,我们可以看出液来吸收C2及残余的硫化物,将CQ2吸收塔的塔板国电赤峰化工一期工程52万t/a尿素项目配套的低数增加至16块,提高了C2吸收塔的吸收能力,以温甲醇洗系统在中等负荷条件下,达到了脱硫脱碳的满足净化气的纯度要求。用CQ2吸收塔,同时处理两效果,这说明低温甲醇洗工艺在国电赤峰化工的实际种原料气与采用双吸收塔或两套低温甲醇洗装置相运行中是稳定的成熟的,可确保净化气的质量比,大大节省了设备投资及后续维护费用。34变换气冷却器采用缠绕式换热器参考文献:在低温甲醇洗流程中,设置了缠绕式的变换气冷[1唐宏青.低温甲醇洗净化技术[J.中氮肥,2008却器,在冷却器内,变换气与来自液氮洗装置中的一(1):1-7煤化工2013年第2期Technological Process and Design Features of the rectisol Unit inthe 520 000 t/a Coal-to-Urea projectGao Zhibo, Shi Guiqing and Gao Kun(Guodian Chifeng Chemical Co, Ltd, Chifeng Inner Mongolia 024070, China)Abstract Introduced in this paper was the Rectisol process adopted in the 520 000 t/a coal-to-urea plant belongingto the first-stage project of the Guodian Chifeng Chemical Co, Ltd. The design features included using methanol to absorbCO2 and Hs in the shift gas, applying the vacuum blower, adopting CO2 absorber to treat the feed gas, etc. Besides, thewinding heat exchanger was used as the shift gas cooler. Operation practice showed that the Rectisol unit could effectivelyremove the acidic gas, additionally, the purified gas was stable in its quality and could meet the requirement called for byn and the urea sectieKey words urea, rectisol, purification, HS, CO2(上接第33页)Simulation of the Coupled Thermal process of the Combustion andCoking Chambers of the Coke OvenZhang QinghuanMaterials Energy Conservation Center, Beijing 100834, China)Abstract The coupled thermal process of the combustion and coking chambers of the coke oven during the cokingcycle was simulated. The variation trend of the coke temperature in the coking chamber versus the coking time was ob-tained, and the temperature field and the flow field in the combustion chamber were analyzed. Researches showed that thesimulated results agreed well with the design data; the multi-heating structure could improve the vertical temperature uniformity and optimize the operation of coke ovenKey words coke oven, coupled thermal process, coking chamber, combustion chamber, numerical simulation(上接第35页)Operation Status and Technical Improvement of the 6.25 m Stamp-charged Coke OvenZhang SuliangCoking Plant of Tangshan Jiahua Coal Chemical Co, Ltd, Tangshan Hebei 063611, China)Abstract The production status of the stamp-charged coke oven in terms of coke output, process parameters andflat bread rate was introduced, taking the 6.25 m stamp-charged coke oven in Tangshan Jiahua Coal Chemical Co,Ltdasan example. The economic benefit gained from the improved stamping method and that after the layered tamping technolo-gy had been applied were expatiated. The layered tamping technology helped to improve the strength of the coal cakes, re-duce the moisture content of the feed coal, reduce the wastewater quantity from the chemical byproducts recovery unit, re-duce the thermal consumption of the coking process, raise the thermal efficiency and solve the flat bread rate problem.Theempirical data obtained can be provided for the development of the domestic 6.25 m coke ovensKey words 6.25 m stamp-charged coke oven, layered tamping, moisture, coal cake

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