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摘 要:在设计和安装甲醇系统的过程中通过使用先进的节能技术,不仅能够有效的节能减排,还可以带来可观的经济效益。基于此,本文主要结合实例对甲醇生产中节能技术的运用进行了探讨。
关键词:甲醇生产节能技术运用
:A文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0093-01
某公司在2007年间生产300kt/a的甲醇时,该工程一次投料成功,而且当月的产量就达到了标准。到目前为止运行稳定,而且给该公司创造了比较可观的经济利润。在设计和安装甲醇系统时,通过引进利用多项比较先进的节能减排技术,在节能方面也取得了非常显著的效益。
1变换阶段的节能措施
(1)在变换设计阶段主要利用的是全气量部分的变换技术,要求变换之后将CO体积分数大致保持在20%,将变换炉汽气比大致保持在0.38。来源于气化工段的煤气具体的汽气比在1.40左右,温度在210℃左右,在进入变换炉之前需要在废热锅炉里提前降温,用以控制进入变换炉中气体的水气之比,把回收的压力为0.5MPa的蒸汽以每小时20t的速度送入到低压蒸汽管网里,主要在脱碳、脱硫以及精馏等工段中运用。(2)煤气在废热锅炉里完成降温后再进入到分离器中,利用冷凝液增压泵把分离出的大量冷凝液输送到洗涤塔里。该工序跟以往的把冷凝液减压后输送到气化灰水槽然后再利用泵对其加压输送到气化洗涤塔这种方式相对比,可以大大的节约动力电耗量。(3)变换气从变换炉中输出后需要经过热交换器进行换热,把温度降低到350℃,但是如果进入有机硫水解槽的话需要温度保持在160℃～180℃之间,这就要求利用变换气余热锅炉控制压力来保持变换气进入有机硫水解槽时的温度。该变换气余热锅炉生产蒸汽的速度为10t/h,而且还可以将蒸汽全部输送到蒸汽管网里。(4)变换气从水解槽中输送出来时温度为180℃,但是在进入脱硫系统时必须将温度降到40℃,所以就需要再设置两级换热器进行降温,其中一级换热器的主要目的是把变换气的温度从180℃降低到110℃,把锅炉给水的温度由原来的104℃加热到150℃;二级变换气的目的是用脱盐水把进入锅炉中的变换气的温度降低到70℃,把脱盐水的温度由原来的60℃加热到110℃。
2气化工段将资源进行有效利用的措施
在气化工段,主要利用的技术为非熔渣-熔渣分级气化。使用该技术需要用到的主要原料是水煤浆,要求利用纯氧气化,保证气化的压力在4.0MPa,气化灰水在经过两级的闪蒸后最终沉淀。气化炉以及洗涤塔中的黑水分别经过高压和终压的闪蒸以及真空真正进行浓缩,然后再经过沉淀处理最终
在设计变换这一工段时,安置煤气废热锅炉的一个根本原因就是为了将热量有效的回收,并且把煤气的汽气比从原来的1.40降低到0.38。然后在气化这一工段将换热器取消,这对汽气比的影响是非常小的,而且也不会影响的变换系统的常规运作。
在设计的过程中,没有安置高压闪蒸换热器以及冷凝器,由此生产出来的含灰蒸汽的利用将会分为两部分,其中一部分是气化除氧器利用的,另外一部分则输送到变换工段上当做汽提蒸汽使用。从目前为止所达到的运行效果可以看出,出气化这一阶段的煤气具体温度在210℃,汽气比是1.40,跟设计时的规定值一样;高压闪蒸罐产生的蒸汽压力为0.5MPa,每小时产生蒸汽的量在10t左右,能够全部将其回收并利用。根据当前公司的甲醇产量,每小时能够生产14t左右,每吨甲醇能节约69kg的标准煤炭。
3脱硫和脱碳工段主要使用的节能措施
(1)脱硫和脱碳环节主要使用的技术为超重力机,相比于以往的利用脱硫塔技术,溶液循环量有效的由150m3/h降低到了120m3/h。溶液循环量大大降低,这就使得脱硫泵的电耗减少,循环水的消耗也明显降低,达到了节能的目的。(2)在脱硫和脱碳工段,如果系统是正常运行的,那么其压力一般在3.5MPa,富液需要经过降压后进行解析再生,而且在这过程当中所产生的所有动能回收时都是利用涡轮机组进行的。
4脱盐水和冷凝液工段主要使用的节能措施
(1)脱盐水一般主要用于锅炉上。脱盐水在输送出脱盐水站之后分为两路运输:一路直接输送到锅炉里,一般情况下,一部分脱盐水会经过冷渣机后直接进入到除氧器中,然后在锅炉开始工作的时候才会进入到除氧器;另外一路脱盐水需要按照合成以及变换工序的正常顺序在预热器进行能量的回收之后才会输送到除氧器里。(2)在甲醇的生产过程中用到的冷凝液主要来源于脱硫、脱碳、凝汽器以及再沸器等。可以在净化系统上安装一台除氧器,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,通过这种方式不仅可以降低蒸气的消耗量,还能够避免冷凝槽造成的膨胀现象导致蒸气的浪费。
5合成系统中对能量的充分利用
(1)在合成系统中,对甲醇的合成工序主要运用的是管壳式的合成反应器,并且在管内安装有催化剂,管外可以产生蒸汽,根据蒸汽的压力对催化剂床层的温度进行合理的控制,产生蒸汽的速度为2.5MPa/h,产出量为15t左右;在把合成塔的出进口气体换热以后,其温度大概在100℃左右,可以利用脱盐水进行热量的回收,然后利用循环水冷凝,这时脱盐水的温度会由原来的30℃升高到70℃。(2)在合成系统中驰放气的排放量大概为3800m3/h。在国内相同类型的装置一般都会先把驰放气输送到提氢装置中去,但是本公司的装置是直接把驰放气输送到合成氨装置中的压缩机里,方便回收再利用,不仅简化了工序,还提高了气体的回收利用率,与此同时氨产量也有明显的提高。
6循环水系统中的节能效应
在循环水系统中本公司主要的管理方式为集中管理,只设置了1个循环水池。按照公司里所有换热器安装的位置,充分考虑到循环水阻力,最终将循环水泵的扬程规定在28m处,根据扬程的需求又把真闪换热器的安装位置从26m的高度调整到20m处。根据不同季节风量出现的不同变化,风机主要利用的是能够变频调速的,整个系统的节能效果非常好。
7结语
在设计阶段,设计者充分利用目前公司拥有的节能工艺,按照公司实际的生产情况,针对性的设计,分别在气化、变换等各个项目环节中将热量进行充分的利用和回收,让整个工程的能量合理利用,创造出了比较可观的经济效益,而且在节能减排方面也有显著的成效。
参考文献
于咏梅.甲醇装置三塔精馏节能技术[J].石油和化工节能,2010(2).
国家环境保护局《空气和废气监测分析方法》编写组.空气和废气监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2005.
关键词:甲醇生产节能技术运用
:A文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0093-01
某公司在2007年间生产300kt/a的甲醇时,该工程一次投料成功,而且当月的产量就达到了标准。到目前为止运行稳定,而且给该公司创造了比较可观的经济利润。在设计和安装甲醇系统时,通过引进利用多项比较先进的节能减排技术,在节能方面也取得了非常显著的效益。
1变换阶段的节能措施
(1)在变换设计阶段主要利用的是全气量部分的变换技术,要求变换之后将CO体积分数大致保持在20%,将变换炉汽气比大致保持在0.38。来源于气化工段的煤气具体的汽气比在1.40左右,温度在210℃左右,在进入变换炉之前需要在废热锅炉里提前降温,用以控制进入变换炉中气体的水气之比,把回收的压力为0.5MPa的蒸汽以每小时20t的速度送入到低压蒸汽管网里,主要在脱碳、脱硫以及精馏等工段中运用。(2)煤气在废热锅炉里完成降温后再进入到分离器中,利用冷凝液增压泵把分离出的大量冷凝液输送到洗涤塔里。该工序跟以往的把冷凝液减压后输送到气化灰水槽然后再利用泵对其加压输送到气化洗涤塔这种方式相对比,可以大大的节约动力电耗量。(3)变换气从变换炉中输出后需要经过热交换器进行换热,把温度降低到350℃,但是如果进入有机硫水解槽的话需要温度保持在160℃～180℃之间,这就要求利用变换气余热锅炉控制压力来保持变换气进入有机硫水解槽时的温度。该变换气余热锅炉生产蒸汽的速度为10t/h,而且还可以将蒸汽全部输送到蒸汽管网里。(4)变换气从水解槽中输送出来时温度为180℃,但是在进入脱硫系统时必须将温度降到40℃,所以就需要再设置两级换热器进行降温,其中一级换热器的主要目的是把变换气的温度从180℃降低到110℃,把锅炉给水的温度由原来的104℃加热到150℃;二级变换气的目的是用脱盐水把进入锅炉中的变换气的温度降低到70℃,把脱盐水的温度由原来的60℃加热到110℃。
2气化工段将资源进行有效利用的措施
在气化工段,主要利用的技术为非熔渣-熔渣分级气化。使用该技术需要用到的主要原料是水煤浆,要求利用纯氧气化,保证气化的压力在4.0MPa,气化灰水在经过两级的闪蒸后最终沉淀。气化炉以及洗涤塔中的黑水分别经过高压和终压的闪蒸以及真空真正进行浓缩,然后再经过沉淀处理最终
摘自：本科论文www.udooo.com
回收利用。高压闪蒸汽通常会被用到加热高压灰水中去,利用循环水将其冷凝,然后把不凝气放空。不过高闪蒸汽以及高压灰水都是比较脏的,极容易造成高闪换热器出现堵塞现象,处理起来非常麻烦,所以通常会安置两台换热器,选用的列管材质一般为双相钢。在设计变换这一工段时,安置煤气废热锅炉的一个根本原因就是为了将热量有效的回收,并且把煤气的汽气比从原来的1.40降低到0.38。然后在气化这一工段将换热器取消,这对汽气比的影响是非常小的,而且也不会影响的变换系统的常规运作。
在设计的过程中,没有安置高压闪蒸换热器以及冷凝器,由此生产出来的含灰蒸汽的利用将会分为两部分,其中一部分是气化除氧器利用的,另外一部分则输送到变换工段上当做汽提蒸汽使用。从目前为止所达到的运行效果可以看出,出气化这一阶段的煤气具体温度在210℃,汽气比是1.40,跟设计时的规定值一样;高压闪蒸罐产生的蒸汽压力为0.5MPa,每小时产生蒸汽的量在10t左右,能够全部将其回收并利用。根据当前公司的甲醇产量,每小时能够生产14t左右,每吨甲醇能节约69kg的标准煤炭。
3脱硫和脱碳工段主要使用的节能措施
(1)脱硫和脱碳环节主要使用的技术为超重力机,相比于以往的利用脱硫塔技术,溶液循环量有效的由150m3/h降低到了120m3/h。溶液循环量大大降低,这就使得脱硫泵的电耗减少,循环水的消耗也明显降低,达到了节能的目的。(2)在脱硫和脱碳工段,如果系统是正常运行的,那么其压力一般在3.5MPa,富液需要经过降压后进行解析再生,而且在这过程当中所产生的所有动能回收时都是利用涡轮机组进行的。
4脱盐水和冷凝液工段主要使用的节能措施
(1)脱盐水一般主要用于锅炉上。脱盐水在输送出脱盐水站之后分为两路运输:一路直接输送到锅炉里,一般情况下,一部分脱盐水会经过冷渣机后直接进入到除氧器中,然后在锅炉开始工作的时候才会进入到除氧器;另外一路脱盐水需要按照合成以及变换工序的正常顺序在预热器进行能量的回收之后才会输送到除氧器里。(2)在甲醇的生产过程中用到的冷凝液主要来源于脱硫、脱碳、凝汽器以及再沸器等。可以在净化系统上安装一台除氧器,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,通过这种方式不仅可以降低蒸气的消耗量,还能够避免冷凝槽造成的膨胀现象导致蒸气的浪费。
5合成系统中对能量的充分利用
(1)在合成系统中,对甲醇的合成工序主要运用的是管壳式的合成反应器,并且在管内安装有催化剂,管外可以产生蒸汽,根据蒸汽的压力对催化剂床层的温度进行合理的控制,产生蒸汽的速度为2.5MPa/h,产出量为15t左右;在把合成塔的出进口气体换热以后,其温度大概在100℃左右,可以利用脱盐水进行热量的回收,然后利用循环水冷凝,这时脱盐水的温度会由原来的30℃升高到70℃。(2)在合成系统中驰放气的排放量大概为3800m3/h。在国内相同类型的装置一般都会先把驰放气输送到提氢装置中去,但是本公司的装置是直接把驰放气输送到合成氨装置中的压缩机里,方便回收再利用,不仅简化了工序,还提高了气体的回收利用率,与此同时氨产量也有明显的提高。
6循环水系统中的节能效应
在循环水系统中本公司主要的管理方式为集中管理,只设置了1个循环水池。按照公司里所有换热器安装的位置,充分考虑到循环水阻力,最终将循环水泵的扬程规定在28m处,根据扬程的需求又把真闪换热器的安装位置从26m的高度调整到20m处。根据不同季节风量出现的不同变化,风机主要利用的是能够变频调速的,整个系统的节能效果非常好。
7结语
在设计阶段,设计者充分利用目前公司拥有的节能工艺,按照公司实际的生产情况,针对性的设计,分别在气化、变换等各个项目环节中将热量进行充分的利用和回收,让整个工程的能量合理利用,创造出了比较可观的经济效益,而且在节能减排方面也有显著的成效。
参考文献
于咏梅.甲醇装置三塔精馏节能技术[J].石油和化工节能,2010(2).
国家环境保护局《空气和废气监测分析方法》编写组.空气和废气监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2005.