變壓吸附技術(shù)提純回收甲醇洗放空氣中二氧化碳

2009第32卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 32 No. 2變壓吸附技術(shù)提純回收甲醇洗放空氣中二氧化碳佘紅梅尹廣華賈春臨(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川,750026)摘要寧夏石化公司一化肥合成氨-尿素裝置采用變壓吸附技術(shù)對甲醇洗放空氣中的二氧化碳進(jìn)行提純回收,每年可增產(chǎn)尿素51840t,實(shí)現節能量936t標準煤,實(shí)現二氧化碳減排42430t,為企業(yè)增效1814萬(wàn)元,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。關(guān)鍵詞變壓吸附技術(shù)低溫甲醇洗二氧化碳節能減排中國石油寧夏石化公司一化肥合成氨裝置是如表1。低溫甲醇洗放空氣回收CO2工藝中,雖20世紀70年代末成套引進(jìn)以減壓渣油為原料的然變壓吸附法具有投資省,生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn),但日產(chǎn)100t的合成氨裝置。后因渣油供應緊張,不同的吸附壓力也會(huì )對CO2生產(chǎn)成本造成明顯影2000年及2002年將原料更換為天然氣,由于原料響。其變化趨勢是,吸附壓力升高,則要求原料氣天然氣中C2以上組分很少,低溫甲醇洗解吸出的壓力升高,最終導致CO2生產(chǎn)成本上升。因此,在供尿素生產(chǎn)的高濃度CO2無(wú)法與氨平衡,每天氨滿(mǎn)足分離要求條件下,應盡量降低原料氣壓力富裕量約130t。同時(shí),低溫甲醇洗放空氣約根據表1中技術(shù)方案的比較,變壓吸附工藝1因1000mh,CO2含量50%-70%,直接并入尿素吸附壓力低,物料消耗低裝置投資及運行成本經(jīng)二氧化碳壓縮機利用,由于CO2濃度偏低給尿素濟適合公司生產(chǎn)的實(shí)際需要。裝置的平穩操作帶來(lái)很大難度。隨著(zhù)能源價(jià)格的飛速上漲和國家節能減排工2變壓吸附法提純二氧化磯工藝流程作的深入開(kāi)展,嚴格控制物料消耗,以較低的能耗界區外來(lái)的原料氣,經(jīng)原料氣壓縮機壓縮至創(chuàng )造更多的社會(huì )價(jià)值成為企業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。0.25~0.30MPa,經(jīng)冷卻進(jìn)入PSA工序。PSA由8對一化肥工藝現狀,寧夏石化公司充分比較了臺吸附塔、4臺真空泵組成,其工作過(guò)程包括吸多種不同的CO2提純技術(shù)在物料消耗、裝置投資附順?lè )?置換、均壓、逆放真空、升壓等過(guò)程,具及運行成本上的特點(diǎn),選擇了具有比較優(yōu)勢的變體描述如下。吸附工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)A)。該技術(shù)是20世紀70年1)吸附過(guò)程。原料氣自塔底進(jìn)人KA工序代發(fā)展起來(lái)的一項新興的氣體分離與凈化技術(shù),中正處于吸附狀態(tài)的吸附塔,在多種吸附劑的依具有適用氣源廣、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn),次選擇吸附下,CHOH、CO2等組分被吸附下來(lái),已廣泛應用于工業(yè)氣體分離中,在制取高純氫、空未被吸附的氮氣從塔頂流出,經(jīng)壓力調節系統穩分提取富氧及提取CO、CO2等方面,已經(jīng)取得了壓后放空。很多業(yè)績(jì)。采用該工藝可以將低溫甲醇洗放空2)均壓降壓過(guò)程。在吸附過(guò)程結束后,順著(zhù)氣中CO2提純至95%~98%后充分利用2,既可吸附方向將塔內的較高壓力的氣體放至其他已完以滿(mǎn)足公司節能減排的需要,也可以通過(guò)廢氣回中國煤化工收實(shí)現裝置的增產(chǎn)增收。CNMHGET,碩士研究生,D6年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè),現在中國石油寧夏石化公1二氧化碳提純工藝技術(shù)方案的選擇司生產(chǎn)運行處工作。聯(lián)系電話(huà):13995302806;Emsl: hrmshe-nxoI@甲醇洗放空氣回收CO2幾種典型方法的比較13000年第32卷成再生的較低壓力吸附塔,該過(guò)程不僅是降壓過(guò)程,又是提高吸附塔內二氧化碳濃度的過(guò)程表1甲醇洗放空氣回收CO2技術(shù)方案比較項目改良MEA工藝變壓吸附工藝1變壓吸附工藝220%MEA+活化劑、緩蝕劑專(zhuān)用吸附劑專(zhuān)用吸附劑處理原料氣/m3h110000原料氣溫度/℃35~4原料中CO2含量,%提純后CO2含量,%CO2產(chǎn)量/m3h-1≥4000≥4000吸收/吸附類(lèi)型物理化學(xué)吸收物理吸附里吸附再生方法蒸汽汽提降壓再生流程段再生抽真空抽真空吸收(吸附)壓力/MPa常壓(6~10kPa)0.25~0.3吸收(吸附)溫度/℃35-4035~40再生壓力/MPa0.030.0750.075提純后CO2壓力MPa0.080.08再生溫度/℃35-4035-40設備腐蝕有腐蝕沒(méi)有腐蝕沒(méi)有腐蝕100onCO2運行費用/元219.4125.396裝置投資/方元14003)順?lè )?置換過(guò)程。由于工藝中原料氣CO2再生效果更好,動(dòng)力設備能量利用充分,節能效果濃度變化較大,經(jīng)均壓置換后,吸附塔內CO2純度好:④吸附劑采用密相裝填技術(shù),可進(jìn)一步減小床可能無(wú)法滿(mǎn)足產(chǎn)品純度要求,在均壓降壓過(guò)程結層死空間,提高有效組分回收率。束后設置置換步驟,采用合格CO2置換吸附床層由于置換氣CO2含量較高,經(jīng)鼓風(fēng)機升壓后返回3經(jīng)濟效益分析原料壓縮機進(jìn)口1)提純CO2指標見(jiàn)表2,消耗指標見(jiàn)表3。4)逆放過(guò)程。在均壓降壓過(guò)程結束后,逆著(zhù)表2提純CO2指標吸附方向進(jìn)行減壓,使被吸附的CO2減壓解吸出項目指標來(lái)的過(guò)程。逆放解吸出來(lái)的CO2放入產(chǎn)品二氧化二氧化碳純度,%碳緩沖罐。原料氣出口壓力/MPa3000-35005)抽真空過(guò)程。在逆放過(guò)程結束后,逆著(zhù)吸附方向對吸附塔抽真空,進(jìn)一步降低壓力,使被吸表3每1000rCO2(100%)消耗定額附的CO2完全解吸出來(lái)作為產(chǎn)品氣,同時(shí)吸附劑名稱(chēng)消耗定額成本小計/元得到充分再生。甲醇洗放空尾氣/m36)均壓升壓過(guò)程。在抽真空過(guò)程完成后,用吸附劑/kg1.716循環(huán)冷卻水/15.00.12元來(lái)自其他吸附塔的較高壓力氣體對該吸附塔進(jìn)行電/Wh26250.45元/kWh118.13升壓,該過(guò)程不僅是升壓過(guò)程,又是回收其他塔殘儀表空氣/m3存二氧化碳的過(guò)程按照一化肥尿素設計指標,每1000m3/h的7)最終升壓過(guò)程。在均壓升壓過(guò)程完成后,CO2生產(chǎn)約2.4t尿素,變壓吸附裝置回收CO2量為了使吸附塔可以平穩地切換至下一次吸附并保約3000m3/h計算,每天可增產(chǎn)尿素(3001000證系統壓力在這一過(guò)程中不發(fā)生波動(dòng),需要通過(guò)×2,4×24=172.8t。按全年300d計算,年增產(chǎn)升壓調節閥緩慢而平穩地將吸附塔壓力升至吸附尿素1728×300=51840t。按2008年尿素銷(xiāo)售均壓力價(jià)流程特點(diǎn):①低壓FSA工藝成熟可靠,綜合A中國煤化工域本平均1042元51840×(1392-能耗低;②2~3塔同時(shí)進(jìn)氣工藝,吸附劑利用充104CNMHG分,吸附劑用量少;③PA工藝的真空過(guò)程連續2)改造前后主要污染源及污染物排放情況且分組抽真空,抽真空解吸時(shí)間增加,因此吸附劑見(jiàn)表4表5。第2期佘紅梅等.變壓吸附技術(shù)提純回收甲醇洗放空氣中二氧化碳表4改造后裝置廢渣排放量廢渣名稱(chēng)排放點(diǎn)名稱(chēng)排放量更換率主要成分處理方法備注吸附劑甲醇洗尾氣回收CO裝置165151次/5a含改造后增加表5改造前后裝置廢氣排放情況廢氣名稱(chēng)排放方式排放高度/m排氣量/m3h1主要污染物排放去向備注甲醇洗尾氣連續N230%-45%、CO255%-70%大氣改造前吸附塔出口富氮氣4000~6000N280%、CO220%改造后從表4、表5可以看出,改造前后廢渣排放變氮綜合能耗下降1.0637GJ/t?；^多,但廢渣為活性炭類(lèi)吸附劑,可直接送鍋爐節能量計算:△E=純氮綜合能耗下降值x焚燒,不對環(huán)境造成危害;改造后甲醇洗單元減少CO2回收后純氮日產(chǎn)量×300=1.0637×1850×尾氣量4000~6000m3/h,主要成分是氮氣和二氧0465×300=-274514GJ化碳,滿(mǎn)足GB16297—1996《大氣污染物綜合排放即實(shí)施CO2變壓吸附后,每年可實(shí)現節能量標準》中的二級標準,可以直接排放;改造后無(wú)廢936(t標準煤。水排放。按照回收95%以上純度的CO2約3000m3/h,3)節能減排效益。CO2回收前后尿素產(chǎn)量全年300d計算,每年可減少CO2排放量:及綜合能耗對比見(jiàn)圖1、圖2。3000×24×300×4422.4/1000=42430t1900即:實(shí)施CO2變壓吸附后,每年可減少CO2排放量42430to17004結論1)變壓吸附技術(shù)適合低溫甲醇洗放空氣中1677CO2的回收,它具有物料消耗低,裝置投資及運行1550改遣前成本經(jīng)濟,適合生產(chǎn)的實(shí)際需要。圖1CO2回收前后尿素日產(chǎn)對比2)寧夏石化公司采用變壓吸附技術(shù)回收低溫甲醇洗放空氣,每年可增產(chǎn)尿素51840t,增加經(jīng)濟效益1814萬(wàn)元,實(shí)現節能量9366t標煤,實(shí)現642CO2減排42430t,具有良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益68.03)寧夏石化公司結合自身生產(chǎn)特點(diǎn),適時(shí)采67.8用具有比較優(yōu)勢的技術(shù),既解決了裝置上存在的問(wèn)題,又促進(jìn)了節能減排工作的深入開(kāi)展,具有良672O2回收前CO2后收后好的示范效應。圖2CO2回收前后純氮綜合能耗對比參考文獻CO2回收后每日增產(chǎn)尿素173t,寧夏石化公1寧平,唐曉龍,易紅宏,變壓吸附工藝的研究與進(jìn)展.云南司第一套尿素日均產(chǎn)達1850t,增加能源消耗(包化工,2003,30(3):28-31括增產(chǎn)尿素生產(chǎn)過(guò)程中耗能,CO2變壓吸附裝置2李立清曾光明,唐新村等,變壓吸附技術(shù)凈化分離有機蒸汽消耗的循環(huán)水、電、儀表風(fēng)折能)折能91779C,純的研究進(jìn)展.現代化工,2004,24(3):27-31USING PSA TECHNOLOGY TO中國煤化工MRECTISOL VENTCNMHGShe Hongmei, Yin Guanghua, Jia ChunlinNingxia Branch Co., Petro China, Yinchuan, 750026)1322009年第32卷Abstract pSa technology was used to recover and purify Co2 from Rectisol vented gas in am-monia-urea plant of Ningxia Branch Co., Petro China. The technology can increase urea output by51840t/a, save energy by 9366tce, reduce CO2 emission by 42430t, and create economic benefits by18, 140, 000 Yuan RMB, achieving good economic and social benefitsKey words: PSA technology, Rectisol process, Co2, energy saving and emission reduction化肥專(zhuān)利文摘一種分解作物秸桿的方法及其制成的肥料本發(fā)明公開(kāi)了一種防結助肥素及其制作方法,所述的防結助肥素按質(zhì)量組份比,由次磷酸鈉30份,碳酸氫鈉30份,甲苯酸鈉10份,十二烷基硫酸鈉10份,人中白10份,酵母10份組成;上述防結助肥素的制作方法如下:先將次磷酸鈉30份碳酸氫鈉30份,甲苯酸鈉10份,十二烷基硫酸鈉10份,人中白10份,酵母10份混和、碾碎,然后在常溫下發(fā)酵2d天,再包裝即可。專(zhuān)利號:200510100208.1公開(kāi)時(shí)間:2007-1207發(fā)明人:鄭芹銳新型顆粒腐植酸復合肥本發(fā)明專(zhuān)利的目的是針對當前作物秸桿處理中一直沒(méi)有一種行之有效的方法的問(wèn)題,一改作物秸桿微生物處理技術(shù)途徑的思路提供一種分解作物秸桿的方法。用本專(zhuān)利的方法制成的肥料,固體肥料中有機質(zhì)含量達60%,氮素含量為6%,其中60%為速效性氮,磷素含量為2%,微量元素總量為2%。液體肥料中除含有植物必需的營(yíng)養元素外,還含有較多的可溶性有機化合物,這些有機化合物對植物生長(cháng)發(fā)育有明顯的刺激作用,是生產(chǎn)植物葉面肥料的好原料,也可直接用于基質(zhì)培養的營(yíng)養液,管道施用的液體肥料等。專(zhuān)利號:ZL00112512.5公開(kāi)時(shí)間:2008-0401發(fā)明人:李玉清趙美芳余德貴新一代環(huán)境友好型植物生長(cháng)調節劑番塔斯-全抗1號”是一種新型的植物“抗逆免疫物質(zhì)”,不含已知的5大植物激素成分,它能迅速激活植物耐逆耐抗病基因誘導植物體內“偉哥”一氧化氮(№O)的釋放,調動(dòng)植物體內的潛能,改善植物內部的微環(huán)境,協(xié)調植物體內源激素代謝的平衡;抵抗干旱、低溫、鹽堿、水澇、藥害、肥害等不良環(huán)境的侵擾并有效預防多種病害發(fā)生,促進(jìn)植株地上部和地下部的協(xié)調生長(cháng),促進(jìn)氨基酸維生素和蛋白質(zhì)的合成,提高雌花數,增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)。專(zhuān)利號:Z200610097240.3公開(kāi)時(shí)間:200803-26發(fā)明人:李玉清趙美芳余德貴多功能緩釋長(cháng)效復合肥該項技術(shù)屬?lài)野l(fā)明專(zhuān)利,含有植物生長(cháng)所必需的多種常量營(yíng)養元素和中微量營(yíng)養元素及氨基酸、腐植酸、有機質(zhì)生長(cháng)促進(jìn)劑、肥料增效劑、緩釋長(cháng)效劑等多種有效成分。具有緩釋、長(cháng)效、肥料利用率高、改良土壤、提高品質(zhì)、增產(chǎn)顯著(zhù)等特點(diǎn)。尤其適用于長(cháng)年使用化學(xué)肥料和貧瘠的土壤。適合各類(lèi)土壤和不同作物?？梢淮涡宰龅追?不必追肥。作物前期不瘋長(cháng),后期不脫肥肥料釋放養分速率與作物吸收養分趨于同步。該產(chǎn)品較同等養分的肥料相比可增產(chǎn)15%~28%專(zhuān)利號:Z95107433.4公開(kāi)時(shí)間:2007~0908發(fā)明人:丁肇珊綠色混合肥料及其制備方法本發(fā)明涉及一種綠色混合肥料及其制備方法,它是由大量營(yíng)養元素、中量營(yíng)養元素、微量營(yíng)養元素、有機肥、綠肥、泥炭肥、沼肥所組成;所述大量營(yíng)養元素為氯化銨、磷酸鉀、尿素;所述中量營(yíng)養元素為鈣鎂磷、硫酸鎂、硫酸鉀;所述微量營(yíng)養元素為鋅肥、硼肥;所述有機肥,是指把pH為77~80的有機肥發(fā)酵之后曬于的成分;所述綠肥為pH3.8-42的木炭液、pH48-5.2柞樹(shù)葉液;所述泥炭肥為p45-6.5的草炭肥、p中國煤化工p65-8.0沼氣肥料在池內發(fā)酵好的液體。本發(fā)明的綠色混合肥料具有綠色環(huán)保CNMHG曾加土壤養分提高農作物抗旱、抗寒能力。專(zhuān)利號Z20061001651.2公開(kāi)時(shí)間:20083-30發(fā)明人:申風(fēng)吉本刊