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德州市德化化工有限公司CO2裝置開車及運行狀況總結

發布日期:2021-06-18

[摘要(yao)]本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了20t/a食品(pin)級CO2回收液化(hua)提(ti)純裝(zhuang)置的工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)和主要設備(bei),目(mu)前(qian)的(de)運行(xing)情(qing)況(kuang)和存在(zai)的問題(ti),並提出了整改措施。

[關鍵(jian)詞]CO2回收(shou);食(shi)品級(ji)CO2;提純(chun);液(ye)化;脫(tuo)烴(ting)

1 前言

德州(zhou)市(shi)德化化工有(you)限公司是一(yi)家於2002年成立生產有機胺類和醇(chun)類產(chan)品的有限責(ze)任(ren)公(gong)司,現地址位於(yu)德(de)州運河恒(heng)升(sheng)化工產業園內(nei),背(bei)靠(kao)山東(dong)華(hua)魯恒升化工股(gu)份(fen)有限(xian)公司。恒升化工產業(ye)園產品種類較(jiao)多,各(ge)生(sheng)產裝置關(guan)聯(lian)性(xing)較強(qiang),在環(huan)保治(zhi)理和裝置運行方(fang)麵(mian),也是(shi)相(xiang)輔(fu)相成、相互依托、相互(hu)製約。

目前,華魯恒升氨醇車(che)間有部(bu)分低(di)溫甲醇洗2原料(liao)氣和(he)2尾(wei)氣直(zhi)接(jie)排放,為(wei)適(shi)應(ying)節能減(jian)排和發(fa)展循(xun)環經濟的要求,本項目回收20萬(wan)噸(dun)二氧化碳(tan)進(jin)行提純液化,變廢(fei)為寶,對大(da)氣環境影響(xiang)產生正效應,並同時(shi)對經濟效應和社會(hui)效應產生正(zheng)效應。

2 工藝方案(an)的選(xuan)擇(ze)

根(gen)據(ju)原(yuan)料氣(qi)的特點,並綜合考(kao)慮係統運(yun)行安全性 、產品能耗 、產品品質(zhi)及(ji)技(ji)術可(ke)靠性等(deng)方麵因素(su) ,經多(duo)方考察(cha) 、論(lun)證(zheng) ,決(jue)定(ding)采(cai)用杭州秋葵传媒app下载高效節能新技術有限公司專利、專(zhuan)有新工藝:精(jing)脫硫、催(cui)化脫烴與低溫(wen)精餾(liu)組合法(fa),按製(zhi)備高純度(du)液體二(er)氧化碳工藝進行設(she)計(ji),此(ci)工藝淨(jing)化較徹(che)底,生產出的液體(ti)二氧化碳產品濃(nong)度高,可達99.99%以上(shang),並且(qie)穩定,各項(xiang)指標(biao)均可達到或(huo)優於食品安(an)全國家(jia)標準(食品添(tian)加(jia)劑(ji) 二氧(yang)化碳標準(zhun))(GB1886.228-2016)。本項目有兩(liang)種(zhong)氣源,2原料氣純度能達到97%以上,係統(tong)壓力(li)2.5MPA2尾氣原料氣濃度83%左右,係統壓力3.5MPa,(原料氣均為壓縮之後(hou)的高壓氣體),針對(dui)兩種不(bu)同(tong)的氣體來源,本項目進行雙(shuang)重(zhong)設計,工藝流程和設備選型(xing)均(jun)能滿(man)足兩種氣源的生產。

3 工藝流程

華魯恒升氨(an)醇車間采用(yong)低溫甲醇洗技術,淨化氣在供完(wan)尿素和碳酸(suan)二甲(jia)酯(zhi)等裝置之後,仍(reng)有剩餘20000標方的2廢氣,純度≥97%,壓(ya)力2.5MPa,淨化尾氣純度83%左(zuo)右,氣源充(chong)足,淨化氣不充足(zu)時可以使(shi)用淨化尾氣。本裝置對所剩廢氣進行回(hui)收,工藝設計靈活(huo),工業級和食品級二氧化碳可進行切換(huan),淨化氣和淨化尾氣可進行切(qie)換。

3.1兩種原料氣的氣體成分

 

 

2

2

2

CO

4

2

2

3

單位

V%

V%

V%

V%

V%

V%

ppm

ppm

淨化氣

0.52

0.01

0.19

0.55

0.08

98.6

0.99

0.07

255

淨化廢氣

0.4

0.18

15.86

0.46

0.01

83.08

0.22

0.82

35

 

純度約(yue)為83%,壓力3.5MPa的原料氣進入(ru)水解(jie)塔和精脫硫(liu)塔,脫去(qu)有機(ji)硫和硫化氫(qing)後,去脫烴預熱器(qi)預(yu)熱後去脫烴淨化塔(ta)在催化劑作用下將原料氣中的可燃(ran)組分轉化為22,出(chu)脫烴淨化塔的高溫原料氣經(jing)過脫烴預熱(re)器回收餘熱後去脫烴水(shui)冷器冷卻(que)降(jiang)溫,然(ran)後再經脫烴分(fen)離(li)器分離冷凝水後,去幹燥器通(tong)過(guo)混合(he)分子篩(shai)進一步幹(gan)燥(zao)脫水至<20ppm,幹燥後的幹淨原料氣經餘(yu)冷(leng)器A/B(回收低溫不凝氣及馳放(fang)氣餘冷)進一步預冷後去一級精餾係(xi)統(由(you)一級提純塔,一級冷凝器和一級回流罐組(zu)成)進行一級液化精餾(一級製冷),一級提純塔塔釜(fu)采出合格的食品級液體2,一級回流罐排出的不凝氣則進入二級冷凝(ning)器中繼續(xu)液化,接著(zhu)去二級精餾係統(包括二級製冷和三(san)級深(shen)冷,由二級提純塔,三級冷凝器,二級回流罐組成)進一步(bu)深冷液化精餾除去原料中的不凝雜質,在二級提純塔塔底(di)得(de)到合格(ge)的食品級液體二氧化碳;一級提純塔和二級提純塔塔底采出的液體2去過冷器過冷至(zhi)-25℃後,送入低溫儲(chu)罐儲存待(dai)售;二級回流罐(guan)排(pai)出的的低溫不凝氣先經餘冷回收器回收餘冷;回收餘冷後的不凝尾氣則(ze)送入高處放空(kong),或作(zuo)為幹燥器的再生和吹(chui)冷氣源。

純度≥97%,壓力2.5MPa的原料氣大致工藝流程與上述相同,有兩處工藝做(zuo)了(le)改進,因其(qi)有機硫含量很低,采用一體化的精脫硫劑,同時可將有機硫和硫化氫脫掉;二是因(yin)其純度較高,雜(za)質較少(shao),采用兩級製冷即(ji)可得到(dao)合格的食品級二氧化碳,2冰機和三級深冷不用投用。

主要反應如(ru)下

水解脫硫反(fan)應:222

精脫硫反應:222

脫烴催化反應:

222

22

4222

4222

4 製冷係統流程

本項目采用三級製冷即一級(製冷溫度-18℃)和二級(製冷溫度-27℃)采用氨製冷,三級深冷(製冷溫度-45℃)采用R744複(fu)疊製冷的製冷工藝,複疊(die)製冷的中溫製冷劑為氨,低溫製冷劑為二氧化碳。根據原料氣濃度高低分別采用二級製冷和三級製冷。本套裝置配置了三套製冷機組,分別為兩台(tai)氨製冷機組和一台二氧化碳製冷機組,並配(pei)套貯氨罐、輔助貯(zhu)氨罐、蒸發冷凝器、製冷劑液化器、冷凝蒸(zheng)發器等。二氧化碳氣體的液化提純所(suo)需(xu)冷量(liang)由氨和二氧化碳製冷劑的蒸發吸(xi)熱所提供。係統用補充氨來自(zi)華魯(lu)恒升合成氨裝置,補(bu)充二氧化碳來(lai)自本裝置產品。

5 設備選型

本裝置設備主要為淨化提純設備、催化劑和製冷機組。淨化提純設備、催化劑均由杭州秋葵传媒app下载高效節能新技術有限公司提供,具有消耗較低、操(cao)作空間(jian)大等特(te)點(dian),製冷機組選擇技術成熟、自動化程度高的成套(tao)設備,食品級2主要設備見表5.1

表5.1 工藝設備一覽(lan)表

序(xu)號

名(ming)稱(cheng)

規格型號(hao)

材(cai)質

數(shu)量

1

脫烴淨化塔

Ф1200

S30408

1

2

水解塔

Ф1400

Q345R

2

3

精脫硫塔

Ф1400

Q345R

1

4

幹燥器

Ф1200

Q345R

2

5

一級提純塔

Ф800

16MnDR

1

6

二級提純塔

Ф800

S30408

1

7

一級回流罐

Ф800

16MnDR

1

8

二級回流罐

Ф800

S30408

1

9

脫烴分離器

Ф800

S30408

1

10

脫硫水冷器

Ф600

S30408/ Q345R

1

11

脫烴預熱器

Ф800

Q345R

1

12

脫烴水冷器

Ф800

S30408/ Q345R

1

13

餘冷回收器A

Ф600

S30408/ Q345R

1

14

餘冷回收器B

Ф600

S30408

1

15

一級冷凝器

Ф1000

鋁合金(jin)

1

16

二級冷凝器

Ф1000

鋁(lv)合金

1

17

三級冷凝器

Ф1000

鋁合金

1

18

過冷器

Ф500/800

Q345E/16MnDR

1

19

經濟器

鋁合金

1

20

一級再沸(fei)器

Ф500

Q345E/16MnDR

1

21

二級再沸器

Ф500

S30408

1

22

製冷劑液化器

 

Q345E/16MnDR

1

23

R744儲液罐

 

16MnDR

1

24

製冷機組A

製冷量1970Kw

 

1

25

製冷機組B

製冷量685Kw

 

1

26

製冷機組C

製冷量275Kw

 

1

27

2低溫儲罐

1000m³/

16MnDR

2

6 運行情況

本裝置於202155日(ri)引入液氨,5月(yue)6日通入原料氣,運行半天後,工業級液體2產品水分含量、揮發殘(can)渣逐漸(jian)合格,產品純度99.97%,確(que)認(ren)裝置運行平(ping)穩後,具(ju)備食品級開(kai)車條件,於57日催化脫烴係統開始(shi)升溫活化,持(chi)續升溫活化至400-410℃,脫烴塔出口(kou)總烴、苯均未(wei)檢出,脫烴係統活化升溫完畢正式投入使用,裝置運行平穩。產品純度(>99.99%)、總烴、總(zong)硫、芳(fang)香烴、甲醇等各項指標均達到食品級標準。

7 存在問(wen)題及技改措施(shi)

因原料氣來自於華魯恒升,離氣源出口距(ju)離較遠,氣體出口溫度45-60℃,且管(guan)道(dao)未做保(bao)溫,原料氣的溫度基本隨(sui)氣溫變(bian)化而(er)變化,而水解脫硫的最佳溫度在30-60℃之間,精脫硫的最(zui)佳(jia)溫度在5-30℃,冬天可能會因原料氣溫度過低導(dao)致脫硫效果(guo)不好,需要采取(qu)增(zeng)加管道保溫或者是增加換熱器的方式來保證原料氣的溫度,換熱器熱源(yuan)可以利用園區(qu)富餘蒸汽或者(zhe)蒸汽(qi)冷凝液,做到及時調節原料氣溫度,確保脫硫效果。

8 結(jie)語

   該(gai)套食品級2裝置,采用了先(xian)進創(chuang)新的生產工藝,針對兩種不同濃度的原料氣,切換工藝流程,根據原料氣特點,科學(xue)合理(li)地(di)選擇了適合、高效的脫硫劑和脫烴催化劑,產品純度可達(da)99.99%。且本套裝置具有設計能耗低,自動化程度高,操作穩定等特點,能夠(gou)有效降低生產成本和人員(yuan)投入。

對低溫甲醇洗產生的2廢氣進行回收利(li)用,減少了溫室(shi)氣體的排放,該項目的建(jian)設符(fu)合我國國(guo)民經濟和社會發展十三五(wu)規劃綱要要求(qiu),符合國家產業政策,屬(shu)低碳經濟、資源綜(zong)合利用的節能環保項目,同時提高了企業經濟(ji)效益及社(she)會效益(yi),為我國的碳達峰(feng)、碳中和、減排事業做出貢(gong)獻。





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