工翟應(yīng)用石油化工設(shè)計Petrochemical Desig2008,25(2)51~54聚乙二醇二甲醚在甲醇生產(chǎn)中的應(yīng)用李正西1,秦旭東2,宋洪強(qiáng)2,吳錫章2,錢明貍2(1.中石化金陵分公司煉油廠,江蘇南京21003;2.江蘇天音化工有限公司,江蘇宜興214262)摘要:文章敘迷了聚乙二醇二甲醚在甲醇生產(chǎn)中的應(yīng)用并介紹了脫硫、脫碳流程和相關(guān)的節(jié)能措施。關(guān)鍵詞:聚乙二醇二甲醚;甲醇;氣體脫硫;脫碳聚乙二醇二甲醚(NHD)溶劑是一種新型高效兗礦國泰化工有限公司甲醇凈化中NHD脫脫硫脫碳溶劑,主要成分是聚乙二醇二甲醚的混硫的工藝流程見圖12合物分子式為H3CO(CHCH2O)nCH3,n=2-8。該公司甲醇凈化脫硫于2005年10月投入試通常為淡黃色液體,接近中性,化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)生產(chǎn)。到200年已經(jīng)超過設(shè)計能力,從實際操作定性好。無毒,不污染環(huán)境蒸氣壓低,比熱容低,數(shù)據(jù)看,大部分工藝指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計值,表1是2005粘度小。再生能耗少,對鋼材無腐蝕性。年10月脫硫裝置的運行情況。甲醇生產(chǎn)中的脫硫脫碳是個十分重要的工表1脫硫裝置運行情況序我國南化集團(tuán)研究院把ND脫硫脫碳凈化技項目設(shè)計值實際值入塔氣量/(m3hl)術(shù)用于甲醇生產(chǎn)中做了大量的工作并取得了寶溶液循環(huán)量(m,h-1)貴的設(shè)計經(jīng)驗和操作經(jīng)驗。出塔Hs(pL4再生度/(mg“L-1)1脫硫水含量,%054甲醇生產(chǎn)要求凈化氣含硫量低,NHD溶劑脫甲醇產(chǎn)量/(t·h硫(包括無機(jī)硫和有機(jī)硫)溶解度大,對二氧化碳由表1可知除再生度一項指標(biāo)外,其它各項選擇性好而且№D脫硫后再串聯(lián)№D脫碳,仍工藝指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計值。然是脫硫過程的延續(xù)。合成氨裝置和甲醇裝置用溶液循環(huán)量是脫硫泵加壓提供的進(jìn)脫硫塔的NHD脫硫脫碳的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,經(jīng)NHD法凈化NHD溶液量,從表1可知實際操作的循環(huán)量與設(shè)后凈化氣總硫體積分?jǐn)?shù)小于0.1/L,再設(shè)置精計值基本一致,但脫硫塔出口H2S含量遠(yuǎn)低于設(shè)脫硫裝置,總硫體積分?jǐn)?shù)可小于0.05μL/L,滿足計值,說明循環(huán)量實際值還可以減少。但從脫硫甲醇生產(chǎn)的要求l泵的設(shè)備性能和保護(hù)脫碳溶液方面考慮,實際生若原料氣含硫較高,其脫硫部分可采用常溫產(chǎn)中沒有對脫硫循環(huán)量過多的減少。溶液再生度是指從再生塔底流出的貧液中下選擇性吸收硫化氫、硫化氫濃縮及硫化氫再生的三塔流程配以兩級閃蒸。原料氣HS體積分12S的量。再生度低,有利于氣體吸收。從表1可數(shù)為1.0%時,經(jīng)NHD脫硫后,凈化氣中總硫體積以看出,再生度實際值高于設(shè)計值,但并沒有影響分?jǐn)?shù)小于1山L/L,同時得到硫化氫體積分?jǐn)?shù)大于脫硫塔出口H2S指標(biāo)。再生度高的原因是:目前30%的再生氣,送克勞斯裝置制取硫磺若原料氣含硫較低,其脫硫部分可省略濃縮中國煤化工塔,采用吸收、再生的二塔流程,配以兩級閃蒸,經(jīng)THeCNMHG空化人為中國石油大學(xué)化NHD脫硫后,凈化氣中總硫體積分?jǐn)?shù)同樣可以小工學(xué)院),高級工程師。長期從事石油化工工作。聯(lián)于系電話:025-8547344石油化工設(shè)計第25卷脫硫再生塔操作方面存在一些問題,再生塔頂酸力,容易造成再生塔液位的波動,所以目前操作人性氣壓力控制得較高。如果刻意降低酸性氣壓員控制酸性氣壓力較高。脫硫氣變換氣LEC圖1NHD脫硫的工藝流程示意P-脫硫泵;P-脫硫富液泵;B-回流水泵;們-脫硫塔;T2-濃縮塔;T3-再生塔;Ⅵ-閃蒸槽;V2-酸性氣分離器;V3回流水槽;C1-閃蒸汽壓縮機(jī);E1、E-溶液換熱器;E、E5-蒸汽加熱器;B6E7、E8、E-水冷卻器實際操作中的NHD溶液水含量小于設(shè)計值。脫碳的同時,也可以一次把氣體中的有機(jī)硫一起事實證明:如果水含量超過5%,吸收效果將會降脫除下來。低,容易造成脫硫塔H2S出口指標(biāo)高;若水含量過3ND脫除有機(jī)硫情況低又不利于酸性氣的閃蒸。所以,水含量通常用回流水的量來進(jìn)行控制,一般控制在3%~5%較項目有機(jī)硫脫前原種類化氣/脫除另一種方法計算的脫為合適。c0s16.621號1(1)C017.7800999.49.82脫除CO1號-1(2)cos19.000.049799.897有人對變換各段COS的脫除進(jìn)行了專門測2號10825.252858.1901694.31(平均)定,結(jié)果表明,變換一段COS轉(zhuǎn)化率為90%左右,1號甲硫醇213.352.769.764,17變換三段COS轉(zhuǎn)化率為98%左右。表2為幾個不1號1甲硫醇273.76114959同工廠的COS轉(zhuǎn)化率測定數(shù)據(jù)。2號甲硫醇2541.5599.3990.712號1甲硫醇248.511.159.5145表2變換工程不同部位os測定結(jié)果(x10-6進(jìn)口C5一段出口二段出口三段2.463脫碳甲醇生產(chǎn)對脫硫脫碳要求比較寬松,當(dāng)前各當(dāng)單醇或聯(lián)醇的生產(chǎn)企業(yè)選擇部分變換工藝種脫碳方法都能達(dá)到所要求的凈化度。但使用典時,變換催化劑的COs轉(zhuǎn)換率是不夠的,特別是單型的物理吸收方法——NHD法更能體現(xiàn)其能耗醇廠要充分重視這一問題。但C-M系耐硫變低的優(yōu)點。應(yīng)該指出,ND對一氧化碳和二氧化換催化劑的COS轉(zhuǎn)化率要優(yōu)于Fe-Cr系高變催碳具有良好的吸收選擇性。甲醇裝置中,采用化劑;當(dāng)加上適量的中溫水解催化劑時,有機(jī)硫轉(zhuǎn)NHD法脫二氧化碳時,一氧化碳的損耗僅為化率可達(dá)到99%左右,這樣可滿足精脫硫工段入0.6中國煤化二精制一氧化碳的口氣體中COS含量小于10×10-的要求羰基中國石化金陵分公司研究院對天音化工有限CNMH集團(tuán)研究院在公司生產(chǎn)的NHD應(yīng)用于脫除有機(jī)硫的評價試驗,NHD脫碳工藝中采用了大量節(jié)能措施。另外,甲結(jié)果見表3。從表3可知,應(yīng)用NHD在進(jìn)行脫硫醇生產(chǎn)中的脫碳工藝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產(chǎn)中的應(yīng)用利于NHD脫碳裝置的節(jié)能優(yōu)化。二氧化碳,冷卻進(jìn)塔氣后,可供各種用途。3.1節(jié)能流程常解液由“U”型管去下部氣提段,向下流經(jīng)填近年來,在流程安排和設(shè)備結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新進(jìn)料層,與氣提空氣(或氮氣)逆流接觸,溶液得到再步降低了能耗。傳統(tǒng)的NHD脫碳流程(如圖2生,經(jīng)貧液泵加壓氨冷器冷卻,送入脫碳塔,重新所示)與新穎的NHD脫碳節(jié)能流程(如圖3所示)用于吸收二氧化碳。南化集團(tuán)研究院為山西豐喜可作比較。集團(tuán)臨猗分公司一分廠120kta合成氨提供NHD高閃氣(返回壓縮機(jī))法脫碳技術(shù),已采用了這種新穎的節(jié)能流程工藝,于2001年11月27日一次開車成功,取得了明顯的節(jié)能效果,各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計要求如表4所示。原料氣表4臨猗一分廠NHD脫碳系統(tǒng)工藝指標(biāo)低閃氣設(shè)計指標(biāo)生產(chǎn)數(shù)據(jù)凈化氣處理氣量/(m3h)7026371000脫碳壓力/MPa圖2傳統(tǒng)的NHD脫碳流程脫碳溫度/℃換熱器;2-脫硫塔;3-氮冷器;4-高壓閃溶液循環(huán)量/(m3h")原料氣(體積分?jǐn)?shù))CO2,%28.8低壓閃蒸器;6-富液泵;7-貧液泵;8-氣提塔;凈化氣(體積分?jǐn)?shù))CO2,%9-換熱器;10-空氣鼓風(fēng)機(jī)常解氣(體積分?jǐn)?shù))CO2,%>98.5>%8.5變換氣「高閃氣放空噸氨電耗(含冰機(jī),無透率)/(kWh)1332設(shè)計新穎的常解氣氣提塔貧液在設(shè)備結(jié)構(gòu)上,設(shè)計了新穎的立式常壓解吸段(代替低壓閃蒸槽),放在氣提塔上部,形成一個整體的常解氣氣提塔,利用高壓閃蒸槽的靜壓頭和位壓頭,把高壓閃蒸液直接壓入常解氣氣提塔常解段,從而去掉富液泵,以120kUa、1.9MPa脫碳裝置、電價0.21元/(kW·h)計,節(jié)省了20萬元投脫碳?xì)赓Y和每年60萬元電費,并簡化了操作。由于甲醇圖3節(jié)能NH脫碳流程生產(chǎn)的NHD工藝不需要回收二氧化碳,立式常壓1-壓縮機(jī);2-換熱器,3-脫碳塔;4-氮冷器:5-閃蒸槽;解吸段可以設(shè)計得小一些,不必苛求解吸出來的6-低閃氣提塔;7-貧液泵;8-換熱器;9-鼓風(fēng)機(jī)二氧化碳純度。變換氣與高閃氣混合,經(jīng)壓縮機(jī)壓縮,進(jìn)人換3.3氣提方式由鼓風(fēng)機(jī)改為引風(fēng)熱器被常解氣和脫碳?xì)饫鋮s,分離掉冷凝水后,與傳統(tǒng)的鼓風(fēng)方式不同,節(jié)能流程把氣提方從底部進(jìn)入脫碳塔。氣體在塔內(nèi)向上流動過程式由鼓風(fēng)改為引風(fēng)。氣提空氣(或氮氣)由鼓風(fēng)機(jī)中,與自上而下的NHD溶劑接觸氣流中的二氧經(jīng)空氣(或氮氣)冷卻器抽入常解氣氣提塔氣提化碳被吸收,剩余氣體從塔頂離開脫碳塔,再經(jīng)過段,在空氣(或氮氣)冷卻器被氣提塔頂放空氣冷換熱器以冷卻進(jìn)塔氣然后去后面工序。卻,經(jīng)空氣水分離器排除冷凝水后,(或經(jīng)氮氣緩吸收了二氧化碳的富液,從脫碳塔底流出,然沖罐)進(jìn)入氣提段底部,氣提空氣(或氮氣)向上流后在閃蒸槽中閃蒸出富液中攜帶的大部分氫氣、經(jīng)填氮氣和部分二氧化碳閃蒸氣與變換氣混合,重返氣(或中國煤化工出來氣提空起,從氣提脫碳塔進(jìn)口。從閃蒸槽底部流出的閃蒸液仍含有段頂離CNMHG及鼓風(fēng)機(jī)后放大量的二氧化碳進(jìn)入常解氣提塔上部的常壓解空。若空分來的氮氣有足夠的壓力通過氣提段,吸段,進(jìn)一步在常壓下解吸,常解氣含98%以上的那么就不用鼓風(fēng)機(jī)了。54石油化工設(shè)計第25卷以120kt/a氨的NHD脫碳裝置為例,其結(jié)果在開車初期脫碳溶液溫度達(dá)-20℃,遠(yuǎn)小于設(shè)計是氣提空氣帶入系統(tǒng)的熱量減少了48%,約值氨冷卻器的氣氨壓力為0.08MPa(設(shè)計值為568Mh,水分減少了45%,從而減少了7kW的冰017MPa)。后來經(jīng)多次檢查判斷溶液溫度低的機(jī)電耗和289kg/h的脫水蒸汽消耗。原因是溶液循環(huán)量低,流量計顯示860m3/h,而實兗礦國泰化工有限公司甲醇凈化中的NHD際只有300m3/h左右,這種現(xiàn)象是儀表誤導(dǎo)造成脫碳的工藝流程見圖4。的,經(jīng)過調(diào)整,目前溶液溫度正常,接近設(shè)計值。脫碳溶液中的水含量主要來自脫硫氣,如果脫硫氣溫度高,容易帶水多,運行時間長了,會導(dǎo)致水溶液含量增高,有時可高達(dá)7%,會造成NHD吸收CO2能力下降,影響脫碳塔的出口指標(biāo)。兗礦國泰化工有限公司脫碳溶液再生采用了干燥的N2氣作為氣源來氣提再生,正常情況下可以達(dá)到自身的平衡。實踐證明,NHD氣體凈化技術(shù)是一種高效節(jié)能的物理脫硫脫碳工藝,具有吸收能力大、選擇性圖4NH脫碳的工藝流程示意們-脫硫塔;它-氣提塔;Ⅵ1-=閃蒸槽;V2-低壓閃蒸槽;好、流程簡單、凈化度高、投資少、能耗低等優(yōu)點P-脫碳貧液泵;C-閃壓機(jī);E-氮冷器;是以煤為原料生產(chǎn)合成氨、合成甲醇和合成醋酸E2E-氣體換熱器的一種經(jīng)濟(jì)合理的清潔生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)系統(tǒng)操兗礦NHD脫碳系統(tǒng)的生產(chǎn)情況見表5。作穩(wěn)定,工藝技術(shù)成熟,經(jīng)濟(jì)效益明顯,溶液吸收衰5NHD脫碳系統(tǒng)的生產(chǎn)情況能力強(qiáng),一次性凈化度髙,還能脫除有機(jī)硫。應(yīng)該設(shè)計值說傳統(tǒng)流程是很成功的。但在甲醇裝置新建改進(jìn)脫碳塔氣量/(m3h)115000120000進(jìn)脫碳塔NHID溶液量/(m3h-1)建中,若結(jié)合成熟的有效的經(jīng)驗和新穎的設(shè)計思脫碳塔溶液溫度/℃想深入優(yōu)化流程、設(shè)備,還可以進(jìn)一步節(jié)能降耗,溶液水含量,%脫碳塔壓力/MPa3,433.51取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。天然氣的脫硫脫碳塔出口CO2含量,%和甲醇生產(chǎn)等對總硫含量要求高的生產(chǎn)裝置,建甲醇產(chǎn)量/(th議可優(yōu)先考慮NHD法技術(shù)。從表5各項數(shù)據(jù)可以看出,各項指標(biāo)基本優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)。脫碳溶液循環(huán)量實際值稍高于設(shè)計值但實參考文獻(xiàn):[1]林民鴻NHID用于甲醇生產(chǎn)脫硫脫碳的技術(shù)進(jìn)展[門],氣體凈際的進(jìn)塔氣量比設(shè)計值高,且脫碳塔出口CO2的化,200,5(1):1-2含量比設(shè)計值低,說明進(jìn)脫碳塔的溶液量是優(yōu)于(2]王宜元,趙蘭龍ND法脫除酸性氣體在甲醇凈化裝置中的設(shè)計值的。工業(yè)應(yīng)用[C]甲醇設(shè)計和生產(chǎn)新技術(shù)交流研討會論文資料脫碳溶液溫度是指脫碳塔的ND溶液溫度。集,全國化肥工業(yè)信息總匯編,2007,137-139,179·化在線中國煤化工300kt/a氣體分餾裝置日CNMHG2008年5月8日,安慶石化300k/aI套氣體分餾裝置的加工量由30υ/h提高到40/h,日夜兼程多產(chǎn)高附加值丙烯。目前,這套異地重建的新裝置比老裝置每天多產(chǎn)丙烯近200,增效約100萬元。〈中國石化新聞網(wǎng))2008-05-12