甲醇系统中节能技术的应用

第37卷第1期化肥工业2010年02月甲醇系统中节能技术的应用马宏波,崔文科,师少杰(山西丰喜肥业<集团>股份有限公司临猗分公司04100)摘要介绍了甲醇系统设计与安时采用的先进节能工艺,对甲醇生产和建设中各工序能量利用进行了具体分析和鯛逑。实践诬明,整套笮置能量利用比较合理,具有良好的经济效益和显著的节能减排效益关键词甲醇节能技术应用Use of Energy-Saving Technology in Methanol SystemMa Hongbo, Cui Wenke, Shi ShaojieLinyi Branch of Shanxi Fengxi Fertilizer Industry Ld. 044100)Abstract An advanced energy-saving process is adopted in the design and installation of themethanol system, and a concrete analysis and an explanation are given of energy utilization in each stepof methanol production and construction. Practice demonstrates that energy utilization in the entire unitis rather rational gives good economic benefit and shows remarkable effects in energy saving and dis-Keywords methanol energy-saving technology use0前言2节能技术的应用山西丰喜肥业(集团)股份有限公司临猗分2.1气化工段的资源综合利用公司300ka甲醇工程是山西省燃料甲醇示范装气化工段采用本公司与清华大学、北京达立置,一期工程于2006年1月23日一次投料成功,科公司联合开发的非熔渣-熔渣分级气化技术。当月即实现达产达标。现已稳定运行3年,为公该技术属于煤的清洁利用范畴实现了对硫的回司创造了较好的经济效益。在装置的设计和安装收再利用;灰渣可以回收做建筑材料实现了对资过程中,成功地运用了多项节能技术取得了显著源的循环利用。的效果。非熔渣-熔渣分级气化技术以水煤浆为原1工艺流程料,采用纯氧气化气化压力40MPa,气化灰水经两级闪蒸沉淀。水煤浆气化炉和洗涤塔的黑水300kta甲醇工程工艺流程框图见图1。经高、中压闪蒸和真空闪蒸浓缩后,再经沉淀处理后回用。高闪蒸汽一般设计用于加热高压灰水然后用循环水冷凝,不凝气放空。由于高闪蒸汽冷加剂和高压灰水均较脏,高闪换热器经常堵塞且难以处理,因此一般设置2台换热器列管材质为双相MDEA精中群低压合成问收碱磺钢中国煤化工图1300k/a甲醇工程工艺流程框图什H煤气废热锅炉的CNMHG本文作者的联系电话03594063068第37卷第1期化肥工业2010年02月主要目的是回收热量并将煤气的汽气摩尔比由150m3h/h降至120m3h。由于系统溶液循环量1.40降至0.38。在气化工段取消此换热器对出减少使脱硫泵电耗和再生气冷却用循环水消耗气化界区煤气的汽气比影响极小,对变换系统的明显减少,节能效果明显。与脱硫塔脱硫相比,采正常运行无影响。用超重力机脱硫时,富液再生少耗蒸汽4Uh,仅在设计中,未设置高压闪蒸换热器和高压闪此一项带来的经济效益为2592万元/a蒸冷凝器,产生的含灰蒸汽一部分送固定层造气(2)脱硫、脱碳系统正常运行工况下的压力利用,一部分送气化除氧器利用,其余送变换工段为3.5MPa,富液需减压解析再生,富液在减压再用作变换冷凝液的汽提蒸汽。从目前的运行效果生过程中产生的动能用涡轮机组进行回收。来看,出气化工段的煤气温度为210℃,汽气比为2.4合成系统的能量利用1.40,与原设计值没有差别;高压闪蒸罐闪蒸产生(1)甲醇合成采用管壳式合成反应器,管内的0.5MPa蒸汽约10th,全部回收利用。按目装催化剂,管外产生蒸汽通过控制蒸汽压力来控前甲醇产量14th计,吨醇可节约标煤68kg制催化剂床层温度,每小时可产生2.5MPa蒸汽2.2变换工段的热量利用15t左右;合成塔出口气与进合成塔的气体换热(1)变换设计采用的是全气量部分变换工后温度约100℃,先用脱盐水回收热量,再用循艺,变换后CO体积分数一般控制在20%左右,进环水冷凝,脱盐水温度从30℃升至70℃。变换炉汽气比控制在038左右。从气化工段来(2)甲醇合成工序每小时需排放约3800m3的煤气汽气比为1.40,温度为210℃,进变换炉的弛放气。国内同类型装置通常将弛放气送往提前先进入煤气废热锅炉降温,通过控制废热锅炉氢装置,而本公司将其直接送至合成氨装置的压蒸汽压力来控制进变换炉气体的水气比,回收的缩机三段出口回收利用,简化了利用途径,提高了0.5MPa低压蒸汽(约20th)送入甲醇低压蒸汽气体利用率,同时增加了氨产量。管网,用于脱碳、脱硫、精馏等工段。2.5锅炉的能量利用(2)降温后的煤气进入分离器,分离出的大(1)甲醇合成工序配套2台75th锅炉,锅量冷凝液直接用冷凝液增压泵送往气化洗涤塔。炉的连排、定排进入排污膨胀罐,产生的蒸汽进入相对于将此冷凝液减压送气化灰水槽再用泵加压除氧器回收利用,排污水排入一次水池重新利用。送洗涤塔而言,每小时可节约动力电耗约20kW。(2)在正常运行过程中,锅炉除氧器一直冒3)出变换炉的变换气经热交换器换热后,蒸汽,为此在除氧器顶设置一高位水槽利用除氧温度降至350℃左右,而进人有机硫水解槽的温器的放空蒸汽加热高位水槽的水作为浴室用水,度要求为160~180℃,为此在变换炉后设置一变有效回收了除氧器放空蒸汽的热量。换气余热锅炉,通过控制余热锅炉压力来控制进2.6汽轮机的节能水解槽的变换气温度。此余热锅炉每小时可产蒸甲醇合成工序有合成汽轮机和空压机汽轮机汽10t,全部送入甲醇低压蒸汽管网。各1台。在设计中,合成汽轮机采用新型的全背(4)离开有机硫水解槽的变换气温度约为压透平机组,空压机汽轮机采用抽凝机组。背压0℃,进脱硫系统前须冷却至40℃,为此设置蒸汽经减温后进入公司1.3MPa蒸汽管网,不仅两级换热器,一级锅炉水换热器用于加热变换系满足了13MPa蒸汽管网的供汽要求,减少了设统2台余热锅炉的锅炉给水将变换气从180℃备投资(汽轮机冷凝器),而且与凝汽机组相比,冷却至110℃左右,锅炉给水温度从104℃升至可少消耗循环水3000h150℃左右;二级脱盐水换热器用进锅炉的脱盐27脱盐水、冷凝液的节能水将变换气冷却至70℃,脱盐水温度从60℃升(1)脱盐水主要供锅炉使用。脱盐水出脱盐至110℃左右。水中国煤化工在正常情况下2.3脱硫脱碳工段的节能CNMHG除氧器在锅炉(1)本公司在国内甲醇脱硫系统首家采用超开车时才直接进入除氧器另一路依次经合成工重力机技术,使溶液循环量由原采用脱硫塔时的序和变换工序的脱盐水预热器回收能量后送往锅第37卷第1期化肥工业2010年02月炉除氧器。的扬程定为28m,并将气化的真闪换热器位置由(2)甲醇工程的冷凝液主要来自脱硫、脱碳、26m标高调至20m,以满足循环水泵扬程的要精醇的再沸器和汽轮机的凝汽器。在净化系统设求。风机采用变频调速满足了不同季节风量的置1台除氧器,用于变换系统2台余热锅炉和合变化要求,节能效果明显。成系统合成塔管壳式反应器的供水,取消了脱硫脱碳系统的冷凝液槽,来自脱硫、脱碳、再沸器液3结语位控制罐的冷凝液直接进人除氧器,不仅减少了甲醇工程在设计阶段充分考虑了现有成熟的除氧器的蒸汽消耗量同时也减少了因设置中间节能技术并根据全公司的生产状况,因地制宜地冷凝液槽产生的膨胀蒸汽浪费。进行设计,在气化、变换、脱硫、脱碳、合成等工序28循环水系统的节能充分利用和回收了热量,使整套装置能量利用比循环水系统采用集中管理的方式,全公司仅较合理具有良好的经济效益和显著的节能减排设置1个循环水池。根据公司内全部换热器的位效益。置,尤其在考虑循环水阻力的情况下,将循环水泵(收稿日期2008-12-17)欢迎订阅2010年《小氮肥》小氮肥》杂志是经原国家科委、原化工部批准由上海化工研究院编辑出版的全国性刊物。主要报道内容有氮肥企业的技术改造、节能降耗经验;氮肥生产中新技术新设备、新材料的应用;化肥科研成果、生产管理以及氮肥企业开展多种经营的信息等。本刊内容可供全国从事氮肥行业的工厂、设计、科研、高等院校及各省市主管部门的技术人员和管理干部参考。《小氮肥》为月刊大16开,28页,封面彩印,国内外公开发行,每期定价3.00元,全年定价36.00元全国各地邮政局已于2009年9月开始办理2010年《小氮肥》期刊征订工作,邮发代号4-233,请广大读者前往当地就近邮政局办理订阅手续,也可以直接向本刊编辑部订阅。地址:上海市云岭东路345号邮码:20062电话:(021)5280037252500962(兼传真)《小氮肥》编辑部办必办办办办办办仍办办少必户告目次页码单位页码单位彩色洛阳市国奥重工机械有限公司封面湖南华自科技有限公司山西科灵催化净化技术发展公司封二无锡市长庆化工防腐设备厂江苏世能化工设备有限公司封三长春东狮科贸实业有限公司11浙江工业大学化工厂封底湖南安淳高新技术有限公司12成都天立化工科技有限公司南京吴安科技工程有限公司13北京三聚环保新材料股份有限公司西安同大实业有限公司14杭州林达化工技术工程有服公司石家庄正元塔器设备有限公司单色北京广厦环能科技有限公中国煤化工备有限公司北京普尔捷能工程技术有限公司CNMHG中国科学院理化技术研究所科刀吧仪會們限公司河北科技大学德隆公司上海申银机械厂