甲醇生產中節能技術的運用

于娟 別榮華 李偉

摘 要:在設計和安裝甲醇系統的過程中通過使用先進的節能技術,不僅能夠有效的節能減排,還可以帶來可觀的經濟效益。基于此,本文主要結合實例對甲醇生產中節能技術的運用進行了探討。

關鍵詞:甲醇生產節能技術運用

中圖分類號:TQ223 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0093-01

某公司在2007年間生產300kt/a的甲醇時,該工程一次投料成功,而且當月的產量就達到了標準。到目前為止運行穩定,而且給該公司創造了比較可觀的經濟利潤。在設計和安裝甲醇系統時,通過引進利用多項比較先進的節能減排技術,在節能方面也取得了非常顯著的效益。

1變換階段的節能措施

(1)在變換設計階段主要利用的是全氣量部分的變換技術,要求變換之后將CO體積分數大致保持在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,在進入變換爐之前需要在廢熱鍋爐里提前降溫,用以控制進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20t的速度送入到低壓蒸汽管網里,主要在脫碳、脫硫以及精餾等工段中運用。(2)煤氣在廢熱鍋爐里完成降溫后再進入到分離器中,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其加壓輸送到氣化洗滌塔這種方式相對比,可以大大的節約動力電耗量。(3)變換氣從變換爐中輸出后需要經過熱交換器進行換熱,把溫度降低到350℃,但是如果進入有機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入有機硫水解槽時的溫度。該變換氣余熱鍋爐生產蒸汽的速度為10t/h,而且還可以將蒸汽全部輸送到蒸汽管網里。(4)變換氣從水解槽中輸送出來時溫度為180℃,但是在進入脫硫系統時必須將溫度降到40℃,所以就需要再設置兩級換熱器進行降溫,其中一級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℃;二級變換氣的目的是用脫鹽水把進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氣化工段將資源進行有效利用的措施

在氣化工段,主要利用的技術為非熔渣-熔渣分級氣化。使用該技術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,氣化灰水在經過兩級的閃蒸后最終沉淀。氣化爐以及洗滌塔中的黑水分別經過高壓和終壓的閃蒸以及真空真正進行濃縮,然后再經過沉淀處理最終回收利用。高壓閃蒸汽通常會被用到加熱高壓灰水中去,利用循環水將其冷凝,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堵塞現象,處理起來非常麻煩,所以通常會安置兩臺換熱器,選用的列管材質一般為雙相鋼。

在設計變換這一工段時,安置煤氣廢熱鍋爐的一個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,這對汽氣比的影響是非常小的,而且也不會影響的變換系統的常規運作。

在設計的過程中,沒有安置高壓閃蒸換熱器以及冷凝器,由此生產出來的含灰蒸汽的利用將會分為兩部分,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做汽提蒸汽使用。從目前為止所達到的運行效果可以看出,出氣化這一階段的煤氣具體溫度在210℃,汽氣比是1.40,跟設計時的規定值一樣;高壓閃蒸罐產生的蒸汽壓力為0.5MPa,每小時產生蒸汽的量在10t左右,能夠全部將其回收并利用。根據當前公司的甲醇產量,每小時能夠生產14t左右,每噸甲醇能節約69kg的標準煤炭。

3脫硫和脫碳工段主要使用的節能措施

(1)脫硫和脫碳環節主要使用的技術為超重力機,相比于以往的利用脫硫塔技術,溶液循環量有效的由150m3/h降低到了120m3/h。溶液循環量大大降低,這就使得脫硫泵的電耗減少,循環水的消耗也明顯降低,達到了節能的目的。(2)在脫硫和脫碳工段,如果系統是正常運行的,那么其壓力一般在3.5MPa,富液需要經過降壓后進行解析再生,而且在這過程當中所產生的所有動能回收時都是利用渦輪機組進行的。

4脫鹽水和冷凝液工段主要使用的節能措施

(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輸:一路直接輸送到鍋爐里,一般情況下,一部分脫鹽水會經過冷渣機后直接進入到除氧器中,然后在鍋爐開始工作的時候才會進入到除氧器;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熱器進行能量的回收之后才會輸送到除氧器里。(2)在甲醇的生產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。可以在凈化系統上安裝一臺除氧器,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象導致蒸氣的浪費。

5合成系統中對能量的充分利用

(1)在合成系統中,對甲醇的合成工序主要運用的是管殼式的合成反應器,并且在管內安裝有催化劑,管外可以產生蒸汽,根據蒸汽的壓力對催化劑床層的溫度進行合理的控制,產生蒸汽的速度為2.5MPa/h,產出量為15t左右;在把合成塔的出進口氣體換熱以后,其溫度大概在100℃左右,可以利用脫鹽水進行熱量的回收,然后利用循環水冷凝,這時脫鹽水的溫度會由原來的30℃升高到70℃。(2)在合成系統中馳放氣的排放量大概為3800m3/h。在國內相同類型的裝置一般都會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里,方便回收再利用,不僅簡化了工序,還提高了氣體的回收利用率,與此同時氨產量也有明顯的提高。

6循環水系統中的節能效應

在循環水系統中本公司主要的管理方式為集中管理,只設置了1個循環水池。按照公司里所有換熱器安裝的位置,充分考慮到循環水阻力,最終將循環水泵的揚程規定在28m處,根據揚程的需求又把真閃換熱器的安裝位置從26m的高度調整到20m處。根據不同季節風量出現的不同變化,風機主要利用的是能夠變頻調速的,整個系統的節能效果非常好。

7結語

在設計階段,設計者充分利用目前公司擁有的節能工藝,按照公司實際的生產情況,針對性的設計,分別在氣化、變換等各個項目環節中將熱量進行充分的利用和回收,讓整個工程的能量合理利用,創造出了比較可觀的經濟效益,而且在節能減排方面也有顯著的成效。

參考文獻

[1] 于詠梅.甲醇裝置三塔精餾節能技術[J].石油和化工節能,2010(2).

[2] 國家環境保護局《空氣和廢氣監測分析方法》編寫組.空氣和廢氣監測分析方法[M].北京:中國環境科學出版社,2005.