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，以及對工藝指標的調整，使的脫硫脫碳工序的閃蒸氣、常解氣、真解氣依次順利回收，使裝置達到了滿負荷運轉，從而實現了很好的經濟效益和二氧化碳減排。

二氧化碳回收；工藝流程改造；工藝指標調整

20萬t/a醋酸裝置是中國石油天然氣總公司投資建設的重點項目，是目前東北地區最大的醋酸生產裝置，造氣裝置作為醋酸裝置中重要的一部分，由上海化工設計院設計，國內采用相同技術的山東醋酸裝置及鎮江索普醋酸裝置已運行多年，一直未實現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，實際供應醋酸氣量5 000m3/h左右，造氣裝置未能實現滿負荷生產，同時若通過外購原料，則新增裝置并進行原料采購。針對此問題，進行了以下研究改造實驗。

1 研究思路

原設計值為合成氨車間向本車間送氣4 080m3/h，經計算本車間自身需回收3 600m3/h，才能滿足造氣爐氣量要求。經過對裝置運行情況仔細研究，根據各種氣體在NHD溶液中的溶解特性，查找設計不足，確定解決措施。后又咨詢南化院NHD凈化技術專家林民鴻教授，得知要提高脫硫脫碳工序回收二氧化碳氣體的純度，必須提高入脫硫脫碳工序裝置工藝氣負荷，使氣液比達到平衡，吸收二氧化碳增加，使閃蒸氣中二氧化碳含量增加，進行回收利用。然而原設計流程不合理，對于工藝指標的控制，考慮的是滿負荷狀態下，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，又無法提到滿負荷。因此通過深入研究和分析，定下了通過調整工藝參數，對吸收、再生溫度、壓力、循環量的調整；并對原設計流程進行合理改造，采取逐條回收二氧化碳，不斷提高造氣裝置的負荷的方法，使三股二氧化碳氣全部回收的思路，使一氧化碳制備裝置達到滿負荷生產。

2 二氧化碳工藝回收流程改造

造氣裝置原設計需外供二氧化碳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，使造氣裝置達到滿負荷運行。但在裝置原始開車后，甲醇分公司合成氨裝置供應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，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，造氣工序負荷低的情況下，解吸氣中一氧化碳超標，無法實現二氧化碳的回收。

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該在低負荷下可以實現先回收，回收低閃氣后，造氣裝置負荷提高，通過調整再生指標，常解氣有可能合格，若常解氣合格，造氣裝置負荷可再提高，這樣真解氣就可能實現回收，最終完成全部回收的目標。根據以上思路，經過計算推出，在改變回收流程以后，在適當調整吸收、再生工藝指標可以實現回收，所以對原裝置的二氧化碳回收總管進行改造，將三股回收氣分開，每股氣流程上設置放空閥和切斷閥，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節閥組，當回收二氧化碳氣中一氧化碳含量超標時，可以迅速切除回收氣體，保證造氣爐安全運行。根據改造前數據分析，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，可將三股二氧化碳氣分別回收，首先回收低閃氣及真解氣，逐漸提高裝置負荷，調整常解氣中二氧化碳含量，合格后及時回收常解氣，逐漸提高裝置負荷。

3 工藝指標調整

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，原有設計過于偏重對吸收過程的控制，在低負荷下，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，按照原設計的操作控制參數，解吸氣中一氧化碳超標，無法實現二氧化碳的回收，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進行更改。

將脫硫系統吸收溫度由原設計5℃更改為15℃，將脫碳系統溫度由-5℃更改為5℃。脫硫脫碳高閃壓力由0.7MPa降為0.6MPa，氣液比根據不同負荷制定對應的氣液比指標。

4 改造后情況

此項改造于2007年10月17日開始實施，10月23日結束并進行開車實驗，在2007年10月25日開始對脫硫低壓閃蒸氣進行回收，回收二氧化碳氣600m3/h；10月26日，對真解氣進行回收，回收二氧化碳氣500m3/h；10月30日，對常解氣進行回收，回收二氧化碳氣1 100m3/h；在回收二氧化碳氣后，造氣裝置逐漸提高負荷，提高二氧化碳回收量，現回收二氧化碳氣量可達3 700m3/h，在2007年11月30日，裝置終于滿負荷運行，可連續供應合格一氧化碳12 100m3/h。

5 結論

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調整，在投資極少的情況下實現了很好的經濟效益和二氧化碳減排。同時此種思路在相應的煤化工氣體回收工藝及氣體耦合緊密的工藝設計方面值得借鑒推廣，避免由于設計理想化而很難達到目的，應該有個逐步調整，逐步實現工藝設計目的。

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利用工作。