甲醇生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

于娟 別榮華 李偉

摘 要:在設(shè)計(jì)和安裝甲醇系統(tǒng)的過程中通過使用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù),不僅能夠有效的節(jié)能減排,還可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益?；诖?本文主要結(jié)合實(shí)例對(duì)甲醇生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:甲醇生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)運(yùn)用

中圖分類號(hào):TQ223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0093-01

某公司在2007年間生產(chǎn)300kt/a的甲醇時(shí),該工程一次投料成功,而且當(dāng)月的產(chǎn)量就達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止運(yùn)行穩(wěn)定,而且給該公司創(chuàng)造了比較可觀的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。在設(shè)計(jì)和安裝甲醇系統(tǒng)時(shí),通過引進(jìn)利用多項(xiàng)比較先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù),在節(jié)能方面也取得了非常顯著的效益。

1變換階段的節(jié)能措施

(1)在變換設(shè)計(jì)階段主要利用的是全氣量部分的變換技術(shù),要求變換之后將CO體積分?jǐn)?shù)大致保持在20%,將變換爐汽氣比大致保持在0.38。來源于氣化工段的煤氣具體的汽氣比在1.40左右,溫度在210℃左右,在進(jìn)入變換爐之前需要在廢熱鍋爐里提前降溫,用以控制進(jìn)入變換爐中氣體的水氣之比,把回收的壓力為0.5MPa的蒸汽以每小時(shí)20t的速度送入到低壓蒸汽管網(wǎng)里,主要在脫碳、脫硫以及精餾等工段中運(yùn)用。(2)煤氣在廢熱鍋爐里完成降溫后再進(jìn)入到分離器中,利用冷凝液增壓泵把分離出的大量冷凝液輸送到洗滌塔里。該工序跟以往的把冷凝液減壓后輸送到氣化灰水槽然后再利用泵對(duì)其加壓輸送到氣化洗滌塔這種方式相對(duì)比,可以大大的節(jié)約動(dòng)力電耗量。(3)變換氣從變換爐中輸出后需要經(jīng)過熱交換器進(jìn)行換熱,把溫度降低到350℃,但是如果進(jìn)入有機(jī)硫水解槽的話需要溫度保持在160℃～180℃之間,這就要求利用變換氣余熱鍋爐控制壓力來保持變換氣進(jìn)入有機(jī)硫水解槽時(shí)的溫度。該變換氣余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽的速度為10t/h,而且還可以將蒸汽全部輸送到蒸汽管網(wǎng)里。(4)變換氣從水解槽中輸送出來時(shí)溫度為180℃,但是在進(jìn)入脫硫系統(tǒng)時(shí)必須將溫度降到40℃,所以就需要再設(shè)置兩級(jí)換熱器進(jìn)行降溫,其中一級(jí)換熱器的主要目的是把變換氣的溫度從180℃降低到110℃,把鍋爐給水的溫度由原來的104℃加熱到150℃;二級(jí)變換氣的目的是用脫鹽水把進(jìn)入鍋爐中的變換氣的溫度降低到70℃,把脫鹽水的溫度由原來的60℃加熱到110℃。

2氣化工段將資源進(jìn)行有效利用的措施

在氣化工段,主要利用的技術(shù)為非熔渣-熔渣分級(jí)氣化。使用該技術(shù)需要用到的主要原料是水煤漿,要求利用純氧氣化,保證氣化的壓力在4.0MPa,氣化灰水在經(jīng)過兩級(jí)的閃蒸后最終沉淀。氣化爐以及洗滌塔中的黑水分別經(jīng)過高壓和終壓的閃蒸以及真空真正進(jìn)行濃縮,然后再經(jīng)過沉淀處理最終回收利用。高壓閃蒸汽通常會(huì)被用到加熱高壓灰水中去,利用循環(huán)水將其冷凝,然后把不凝氣放空。不過高閃蒸汽以及高壓灰水都是比較臟的,極容易造成高閃換熱器出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,處理起來非常麻煩,所以通常會(huì)安置兩臺(tái)換熱器,選用的列管材質(zhì)一般為雙相鋼。

在設(shè)計(jì)變換這一工段時(shí),安置煤氣廢熱鍋爐的一個(gè)根本原因就是為了將熱量有效的回收,并且把煤氣的汽氣比從原來的1.40降低到0.38。然后在氣化這一工段將換熱器取消,這對(duì)汽氣比的影響是非常小的,而且也不會(huì)影響的變換系統(tǒng)的常規(guī)運(yùn)作。

在設(shè)計(jì)的過程中,沒有安置高壓閃蒸換熱器以及冷凝器,由此生產(chǎn)出來的含灰蒸汽的利用將會(huì)分為兩部分,其中一部分是氣化除氧器利用的,另外一部分則輸送到變換工段上當(dāng)做汽提蒸汽使用。從目前為止所達(dá)到的運(yùn)行效果可以看出,出氣化這一階段的煤氣具體溫度在210℃,汽氣比是1.40,跟設(shè)計(jì)時(shí)的規(guī)定值一樣;高壓閃蒸罐產(chǎn)生的蒸汽壓力為0.5MPa,每小時(shí)產(chǎn)生蒸汽的量在10t左右,能夠全部將其回收并利用。根據(jù)當(dāng)前公司的甲醇產(chǎn)量,每小時(shí)能夠生產(chǎn)14t左右,每噸甲醇能節(jié)約69kg的標(biāo)準(zhǔn)煤炭。

3脫硫和脫碳工段主要使用的節(jié)能措施

(1)脫硫和脫碳環(huán)節(jié)主要使用的技術(shù)為超重力機(jī),相比于以往的利用脫硫塔技術(shù),溶液循環(huán)量有效的由150m3/h降低到了120m3/h。溶液循環(huán)量大大降低,這就使得脫硫泵的電耗減少,循環(huán)水的消耗也明顯降低,達(dá)到了節(jié)能的目的。(2)在脫硫和脫碳工段,如果系統(tǒng)是正常運(yùn)行的,那么其壓力一般在3.5MPa,富液需要經(jīng)過降壓后進(jìn)行解析再生,而且在這過程當(dāng)中所產(chǎn)生的所有動(dòng)能回收時(shí)都是利用渦輪機(jī)組進(jìn)行的。

4脫鹽水和冷凝液工段主要使用的節(jié)能措施

(1)脫鹽水一般主要用于鍋爐上。脫鹽水在輸送出脫鹽水站之后分為兩路運(yùn)輸:一路直接輸送到鍋爐里,一般情況下,一部分脫鹽水會(huì)經(jīng)過冷渣機(jī)后直接進(jìn)入到除氧器中,然后在鍋爐開始工作的時(shí)候才會(huì)進(jìn)入到除氧器;另外一路脫鹽水需要按照合成以及變換工序的正常順序在預(yù)熱器進(jìn)行能量的回收之后才會(huì)輸送到除氧器里。(2)在甲醇的生產(chǎn)過程中用到的冷凝液主要來源于脫硫、脫碳、凝汽器以及再沸器等?？梢栽趦艋到y(tǒng)上安裝一臺(tái)除氧器,主要目的是把冷凝液槽去除掉,把所有的冷凝液直接集中到除氧器中,通過這種方式不僅可以降低蒸氣的消耗量,還能夠避免冷凝槽造成的膨脹現(xiàn)象導(dǎo)致蒸氣的浪費(fèi)。

5合成系統(tǒng)中對(duì)能量的充分利用

(1)在合成系統(tǒng)中,對(duì)甲醇的合成工序主要運(yùn)用的是管殼式的合成反應(yīng)器,并且在管內(nèi)安裝有催化劑,管外可以產(chǎn)生蒸汽,根據(jù)蒸汽的壓力對(duì)催化劑床層的溫度進(jìn)行合理的控制,產(chǎn)生蒸汽的速度為2.5MPa/h,產(chǎn)出量為15t左右;在把合成塔的出進(jìn)口氣體換熱以后,其溫度大概在100℃左右,可以利用脫鹽水進(jìn)行熱量的回收,然后利用循環(huán)水冷凝,這時(shí)脫鹽水的溫度會(huì)由原來的30℃升高到70℃。(2)在合成系統(tǒng)中馳放氣的排放量大概為3800m3/h。在國內(nèi)相同類型的裝置一般都會(huì)先把馳放氣輸送到提氫裝置中去,但是本公司的裝置是直接把馳放氣輸送到合成氨裝置中的壓縮機(jī)里,方便回收再利用,不僅簡(jiǎn)化了工序,還提高了氣體的回收利用率,與此同時(shí)氨產(chǎn)量也有明顯的提高。

6循環(huán)水系統(tǒng)中的節(jié)能效應(yīng)

在循環(huán)水系統(tǒng)中本公司主要的管理方式為集中管理,只設(shè)置了1個(gè)循環(huán)水池。按照公司里所有換熱器安裝的位置,充分考慮到循環(huán)水阻力,最終將循環(huán)水泵的揚(yáng)程規(guī)定在28m處,根據(jù)揚(yáng)程的需求又把真閃換熱器的安裝位置從26m的高度調(diào)整到20m處。根據(jù)不同季節(jié)風(fēng)量出現(xiàn)的不同變化,風(fēng)機(jī)主要利用的是能夠變頻調(diào)速的,整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能效果非常好。

7結(jié)語

在設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)者充分利用目前公司擁有的節(jié)能工藝,按照公司實(shí)際的生產(chǎn)情況,針對(duì)性的設(shè)計(jì),分別在氣化、變換等各個(gè)項(xiàng)目環(huán)節(jié)中將熱量進(jìn)行充分的利用和回收,讓整個(gè)工程的能量合理利用,創(chuàng)造出了比較可觀的經(jīng)濟(jì)效益,而且在節(jié)能減排方面也有顯著的成效。

參考文獻(xiàn)

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