造氣裝置二氧化碳回收工藝流程的改造

王海維

（大慶油田牡丹江新能源有限責(zé)任公司，黑龍江大慶 163000）

造氣裝置二氧化碳回收工藝流程的改造

王海維

（大慶油田牡丹江新能源有限責(zé)任公司，黑龍江大慶 163000）

通過對造氣裝置脫硫脫碳工序二氧化碳回收工藝流程的改造，以及對工藝指標(biāo)的調(diào)整，使的脫硫脫碳工序的閃蒸氣、常解氣、真解氣依次順利回收，使裝置達(dá)到了滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了很好的經(jīng)濟(jì)效益和二氧化碳減排。

二氧化碳回收；工藝流程改造；工藝指標(biāo)調(diào)整

20萬t/a醋酸裝置是中國石油天然氣總公司投資建設(shè)的重點項目，是目前東北地區(qū)最大的醋酸生產(chǎn)裝置，造氣裝置作為醋酸裝置中重要的一部分，由上海化工設(shè)計院設(shè)計，國內(nèi)采用相同技術(shù)的山東醋酸裝置及鎮(zhèn)江索普醋酸裝置已運行多年，一直未實現(xiàn)二氧化碳的回收利用，所需二氧化碳原料只能外購解決。大慶醋酸裝置二氧化碳原料由甲醇分公司合成氨裝置供應(yīng)，實際供應(yīng)醋酸氣量5 000m3/h左右，造氣裝置未能實現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)，同時若通過外購原料，則新增裝置并進(jìn)行原料采購。針對此問題，進(jìn)行了以下研究改造實驗。

1 研究思路

原設(shè)計值為合成氨車間向本車間送氣4 080m3/h，經(jīng)計算本車間自身需回收3 600m3/h，才能滿足造氣爐氣量要求。經(jīng)過對裝置運行情況仔細(xì)研究，根據(jù)各種氣體在NHD溶液中的溶解特性，查找設(shè)計不足，確定解決措施。后又咨詢南化院NHD凈化技術(shù)專家林民鴻教授，得知要提高脫硫脫碳工序回收二氧化碳?xì)怏w的純度，必須提高入脫硫脫碳工序裝置工藝氣負(fù)荷，使氣液比達(dá)到平衡，吸收二氧化碳增加，使閃蒸氣中二氧化碳含量增加，進(jìn)行回收利用。然而原設(shè)計流程不合理，對于工藝指標(biāo)的控制，考慮的是滿負(fù)荷狀態(tài)下，二氧化碳的回收利用，但由于二氧化碳原料不足，后步二氧化碳不回收的情況下，又無法提到滿負(fù)荷。因此通過深入研究和分析，定下了通過調(diào)整工藝參數(shù)，對吸收、再生溫度、壓力、循環(huán)量的調(diào)整；并對原設(shè)計流程進(jìn)行合理改造，采取逐條回收二氧化碳，不斷提高造氣裝置的負(fù)荷的方法，使三股二氧化碳?xì)馊炕厥盏乃悸?，使一氧化碳制備裝置達(dá)到滿負(fù)荷生產(chǎn)。

2 二氧化碳工藝回收流程改造

造氣裝置原設(shè)計需外供二氧化碳4 060m3/h，并通過回用后部脫硫脫碳工序解吸出的二氧化碳3 300m3/h，使造氣裝置達(dá)到滿負(fù)荷運行。但在裝置原始開車后，甲醇分公司合成氨裝置供應(yīng)的二氧化碳全部投用，后部脫硫脫碳工序解吸出的二氧化碳中一氧化碳一直超標(biāo)，此部分二氧化碳無法回用，造氣裝置原二氧化碳回收流程為脫硫低閃氣、脫碳常解氣、脫碳真閃氣三股氣體并在一起回收，造氣工序負(fù)荷低的情況下，解吸氣中一氧化碳超標(biāo)，無法實現(xiàn)二氧化碳的回收。

由于三股解吸氣解吸條件不同，各股氣體中的一氧化碳含量也存在差異，理論上脫硫低閃氣應(yīng)該在低負(fù)荷下可以實現(xiàn)先回收，回收低閃氣后，造氣裝置負(fù)荷提高，通過調(diào)整再生指標(biāo)，常解氣有可能合格，若常解氣合格，造氣裝置負(fù)荷可再提高，這樣真解氣就可能實現(xiàn)回收，最終完成全部回收的目標(biāo)。根據(jù)以上思路，經(jīng)過計算推出，在改變回收流程以后，在適當(dāng)調(diào)整吸收、再生工藝指標(biāo)可以實現(xiàn)回收，所以對原裝置的二氧化碳回收總管進(jìn)行改造，將三股回收氣分開，每股氣流程上設(shè)置放空閥和切斷閥，具體如下∶

在常解氣出口增加閥門，并在閥前加裝就地放空，在不合格情況下，可以將常解氣切除，并就地放空；在真解氣出口增加閥門，增加就地放空，在不合格情況下，可以將真解氣切除，并就地放空；并在二氧化碳回收總管上增加自動調(diào)節(jié)閥組，當(dāng)回收二氧化碳?xì)庵幸谎趸己砍瑯?biāo)時，可以迅速切除回收氣體，保證造氣爐安全運行。根據(jù)改造前數(shù)據(jù)分析，低閃氣一氧化碳含量始終小于1%，真解氣中一氧化碳含量小于2%，具備回收條件，改造后，可將三股二氧化碳?xì)夥謩e回收，首先回收低閃氣及真解氣，逐漸提高裝置負(fù)荷，調(diào)整常解氣中二氧化碳含量，合格后及時回收常解氣，逐漸提高裝置負(fù)荷。

3 工藝指標(biāo)調(diào)整

提高吸收壓力、降低吸收溫度有利于吸收過程，氣體解吸過程是吸收過程的逆過程，壓力、溫度對吸收的影響正好相反，原有設(shè)計過于偏重對吸收過程的控制，在低負(fù)荷下，吸收溫度控制過低，氣液比過大，NHD溶液吸收一氧化碳含量相對提高，按照原設(shè)計的操作控制參數(shù)，解吸氣中一氧化碳超標(biāo)，無法實現(xiàn)二氧化碳的回收，因此在保證凈化度的前提下，將吸收溫度、再生壓力、氣液比工藝控制參數(shù)進(jìn)行更改。

將脫硫系統(tǒng)吸收溫度由原設(shè)計5℃更改為15℃，將脫碳系統(tǒng)溫度由-5℃更改為5℃。脫硫脫碳高閃壓力由0.7MPa降為0.6MPa，氣液比根據(jù)不同負(fù)荷制定對應(yīng)的氣液比指標(biāo)。

4 改造后情況

此項改造于2007年10月17日開始實施，10月23日結(jié)束并進(jìn)行開車實驗，在2007年10月25日開始對脫硫低壓閃蒸氣進(jìn)行回收，回收二氧化碳?xì)?00m3/h；10月26日，對真解氣進(jìn)行回收，回收二氧化碳?xì)?00m3/h；10月30日，對常解氣進(jìn)行回收，回收二氧化碳?xì)? 100m3/h；在回收二氧化碳?xì)夂螅鞖庋b置逐漸提高負(fù)荷，提高二氧化碳回收量，現(xiàn)回收二氧化碳?xì)饬靠蛇_(dá)3 700m3/h，在2007年11月30日，裝置終于滿負(fù)荷運行，可連續(xù)供應(yīng)合格一氧化碳12 100m3/h。

5 結(jié)論

通過對此造氣裝置二氧化碳回收工藝流程簡單的改造和工藝參數(shù)調(diào)整，在投資極少的情況下實現(xiàn)了很好的經(jīng)濟(jì)效益和二氧化碳減排。同時此種思路在相應(yīng)的煤化工氣體回收工藝及氣體耦合緊密的工藝設(shè)計方面值得借鑒推廣，避免由于設(shè)計理想化而很難達(dá)到目的，應(yīng)該有個逐步調(diào)整，逐步實現(xiàn)工藝設(shè)計目的。

Modification of Carbon Dioxide Recovery Process in Gas Production Unit

Wang Hai-wei

Through the transformation of carbon dioxide recovery process and the adjustment of process indexes in the desulfurization and decarbonization process of gas-making device，the flash vapor，the condensed gas and the real gas in the desulfurization and decarburization process were successfully recovered to make the device reach full load Operation，in order to achieve a very good economic benefits and carbon dioxide emissions.

carbon dioxide recovery；process transformation；process index adjustment

TQ125.11

B

1003-6490（2017）02-0081-01

2017-02-08

王海維（1980—），男，陜西寶雞人，工程師，主要從事煤化工及油頁巖開發(fā)利用工作。