試論低溫甲醇洗工藝節(jié)能改進(jìn)方法

吳延偉（山東省濱州市安全評(píng)價(jià)中心安全評(píng)價(jià)部，山東 濱州 256600）

試論低溫甲醇洗工藝節(jié)能改進(jìn)方法

吳延偉（山東省濱州市安全評(píng)價(jià)中心安全評(píng)價(jià)部，山東 濱州 256600）

低溫甲醇洗工藝是現(xiàn)代化學(xué)系統(tǒng)脫碳、脫硫的主要手段,采用低溫甲醇、酸性氣體的溶解度最大,具有較好的選擇性和凈化能力;從上世紀(jì)50年代末以來(lái),低溫甲醇洗工藝經(jīng)歷了多次的改革和完善,但仍存在這樣大大可提高的空間。本文主要通過(guò)對(duì)低溫甲醇洗凈化脫碳工藝性能的研究,探討工藝節(jié)能的改進(jìn)方法。

低溫甲醇洗;分離;節(jié)能改進(jìn)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入和推進(jìn)，對(duì)能源的需求也日益上升?，F(xiàn)階段雖然我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)，但是受到現(xiàn)有條件的制約，石油等化工能源還將長(zhǎng)期在我國(guó)使用的能源之中占據(jù)重要地位。

1 改進(jìn)思路

直接和間接的甲醇循環(huán)能耗非常高，占據(jù)了低溫甲醇洗工藝過(guò)程能耗的二分之一以上。

現(xiàn)有水煤氣、硫化物等酸性氣體煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳含量高,甲醇含量低,在低溫甲醇洗循環(huán)中除去硫化物等酸性氣體,并脫除二氧化碳及甲醇中的硫化物等酸性氣體較少,而脫除二氧化碳需要大量甲醇。利用相關(guān)的節(jié)能技術(shù)減少分離過(guò)程中的二氧化碳的比重，從而減少低甲醇凈化中的任務(wù)，進(jìn)而降低的循環(huán)數(shù)量，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程中的甲醇節(jié)能。同時(shí)利用工藝氣體將酸性氣體進(jìn)行冷卻剔除一些硫化物，液化分離一部分二氧化碳，在這之后再采用甲醇剔除二氧化碳，降低甲醇需要吸收而氧化碳的程度。

2 改進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 液化分離部分二氧化碳

這種工藝氣體采用一些酸性氣體，冷卻之后對(duì)硫化物進(jìn)行剔除，對(duì)已經(jīng)液化了的二氧化碳進(jìn)行分離，將已經(jīng)分離好的二氧化碳再利用甲醇進(jìn)行吸收，這樣一來(lái)，分離之后的二氧化碳互相不發(fā)生干擾，利用甲醇吸收二氧化碳的比重會(huì)相應(yīng)減少了。

改進(jìn)后,降低甲醇循環(huán)量,具有以下優(yōu)點(diǎn)[1]:1)降低甲醇消耗電力傳輸;2)降低流體的熱能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的動(dòng)能,系統(tǒng)可以減少冷損失;3)按二氧化碳的量可以減少,減少甲醇再生能源消費(fèi);4)與隨后的二氧化碳的量可以減少,減少氮再生甲醇消耗,工藝氣體夾帶(2,CO)的數(shù)量可以減少,氣體損失的過(guò)程可以減少;5)閃蒸過(guò)程的數(shù)量可以減少,因?yàn)檠h(huán)氣回收壓縮機(jī)功率可以減少;再生P以下將過(guò)程簡(jiǎn)化,設(shè)備可以小型化;6)低溫甲醇洗工藝與原工藝相比可分離更純二氧化碳?xì)怏w的凈化過(guò)程,更有利于后續(xù)的碳捕獲和儲(chǔ)存。一般來(lái)說(shuō),生產(chǎn)操作。降低了管線成本,使低溫甲醇洗工藝的優(yōu)點(diǎn)明顯優(yōu)于其它凈化工藝。

2.2 液體二氧化碳洗

采用液體二氧化碳降低脫硫塔T1上面出口所攜帶的硫化氫和甲醇等物質(zhì)二次吸收的甲醇量。應(yīng)用甲醇阻礙硫化氫脫除硫化氫的吸收，吸收塔的工藝氣體中可能會(huì)有硫化氫超標(biāo)的情況，在脫硫塔向上氣液體甲醇返流的過(guò)程里，氣體中還有一些甲醇，再洗塔上T1處理氣體吸收部分液體二氧化碳液化分離過(guò)程硫化氫,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)之后工藝氣硫的含量和液化分離的二氧化碳品質(zhì)的有力控制。

3 改進(jìn)型低溫甲醇洗工藝流程[2]

已經(jīng)吸收過(guò)二氧化碳的甲醇(15)通過(guò)P2泵將壓力提升(16),在利用脫硫塔T1對(duì)工藝氣(01)中的硫化氫等酸性氣體進(jìn)行吸收，產(chǎn)生工藝氣(02)、利用過(guò)程換熱器E01進(jìn)行降溫(03)、利用氣液分離罐V1對(duì)工藝氣中的液體二氧化碳(10)進(jìn)行分離,并把脫硫塔T1出口工藝氣(02)中所包含的的甲醇、硫化氫等相關(guān)物質(zhì)溶解在液體二氧化碳(10)之中,之后將這一氣體放入脫硫塔T1中進(jìn)行精餾,再通過(guò)脫硫塔T1底部的甲醇(17)用甲醇再生工藝進(jìn)行加工再造不包括甲醇、水、硫化氫的工藝氣(04)通過(guò)冷量補(bǔ)充激冷器E02進(jìn)行降溫(05)、將二氧化碳閃蒸冷卻器冷卻到-51℃(06)進(jìn)入到氣液分離罐V2,并對(duì)液化的二氧化碳（11）進(jìn)行分離，這一時(shí)段中的工藝氣(07)內(nèi)的二氧化碳含量與相應(yīng)溫度的飽和分壓有著密切的聯(lián)系，液化后的液體二氧化碳(11)在經(jīng)過(guò)冷卻器E03液化冷卻之后汽化之后變成氣態(tài)的二氧化碳、再通過(guò)過(guò)程換熱器E01從而將產(chǎn)生的氣態(tài)二氧化碳制成二氧化碳的相關(guān)產(chǎn)品（13）。

將液態(tài)二氧化碳分離之后工藝氣(07)通過(guò)和過(guò)程換熱器E01進(jìn)行交換，通過(guò)交換之后的冷量后(08)走入脫碳塔T2,在經(jīng)過(guò)貧甲醇(14)對(duì)其中的二氧化碳進(jìn)行吸收，進(jìn)而能夠得到滿足條件的凈化工藝氣(09)。

圖1 部分改進(jìn)型低溫甲醇洗工藝流程

為了避免二氧化碳固化二氧化碳蒸發(fā)冷卻器E03,通過(guò)控制二氧化碳的蒸發(fā)冷卻器E03出口壓力高于二氧化碳的三相點(diǎn)壓力0.518mpa,控制液體的氣體,二氧化碳是高于-56.57°C的溫度,從而避免三相點(diǎn)溫度二氧化碳蒸發(fā)低于E03冷卻器(溫度-56.57℃;壓力:0.518mpa)以保證連續(xù)的進(jìn)行過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，改進(jìn)后的低溫甲醇洗工藝與傳統(tǒng)的低溫甲醇洗工藝相比，能夠減少對(duì)二氧化碳的吸收量，能在整個(gè)過(guò)程中的能耗。這一過(guò)程主要利用計(jì)算和一些相關(guān)數(shù)據(jù)可能會(huì)和實(shí)際情況產(chǎn)生一些差別，不過(guò)不會(huì)破壞節(jié)能的整體性。

[1]李石堯.低溫甲醇洗工藝節(jié)能改進(jìn)探討[J].化工管理，2015,27:212.

[2]崔靜思.低溫甲醇洗工藝節(jié)能改進(jìn)探討[J].神華科技，2015,13（1）:93-96.