第35卷第4期去翻2012arge Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 35 No 4低溫甲醇洗裝置工藝模擬及改造研究錢華光,張述偉,管鳳寶,李燕1,楊彩寧(1大連理工大學(xué)化工學(xué)院,遼寧大連116023;2西安近代化學(xué)研究所陜西西安710065)摘要:針對某化肥廠計劃擴產(chǎn)的問題,應(yīng)用化工過程模擬軟件對原低溫甲醇洗流程進行模擬,提出改造方案并模擬,達到了預(yù)期效果。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗改造模擬某化肥廠采用殼牌粉煤氣化工藝技術(shù),低溫1原裝置工藝流程及模擬甲醇洗工藝是 Lurgi公司專門為其設(shè)計的,整個甲原裝置低溫甲醇洗流程主要包括以下幾部醇洗裝置處理能力和操作彈性較大,H2回收率高,分:變換氣預(yù)冷、變換氣脫硫脫碳、中壓閃蒸、再吸CO2產(chǎn)品產(chǎn)量高2。由于工廠計劃擴產(chǎn),要求在盡收、甲醇熱再生、甲醇水分離等。量利用原裝置的情況下新增一股原料氣以提高產(chǎn)對于化工流程模擬,物性方法的選擇是否恰能,因此需要對低溫甲醇洗系統(tǒng)進行改造優(yōu)化。應(yīng)當,將直接影響所計算物性的精確程度,進而影響用化工過程模擬軟件對低溫甲醇洗系統(tǒng)進行全流模擬結(jié)果的準確性,因此正確選擇物性計算方法程模擬,有利于掌握原裝置的運行狀況,進而對改至關(guān)重要。作者根據(jù)模擬軟件的物性選擇決策樹,造工況進行研究,確定改造方案,達到節(jié)能降耗和應(yīng)用適當?shù)奈镄苑椒ㄟM行全流程模擬,模擬結(jié)果減少投資的目的,為生產(chǎn)實踐提供指導(dǎo)。主要參數(shù)及設(shè)計值對比見表1。表1原低溫甲醇洗流程模擬結(jié)果主要參數(shù)原進料氣001CO2產(chǎn)品氣007克勞斯氣體008循環(huán)甲醇004凈化氣010物流參數(shù)設(shè)計值模擬值設(shè)計值模擬值設(shè)計值模擬值設(shè)計值模擬值設(shè)計值模擬值摩爾組成,%CO239917399179965399.59472831726700.0000.0000.0010.000H255.117550.2820.3000.0050.00500009248492.502HS+COS0.2400.2400.000027.1360.0000.0000.0000.000CH,OH0.0260.1031000999530.0070.004HO0.260.2670.0000.0000.000其他4459445900390.0740.0790.0860.0000.04775087494總流量/ knol.h)843758437.51453.01642.775.1105055024050223壓力(表)/MPa3.2493.24900740.0740099.0993.0613.06130513051溫度^C053.724.8-46.2-46.5-46.2通過模擬計算,模擬值與原設(shè)計值如表1所循環(huán)甲醇量及溫度均與設(shè)計值相當;各流股的溫示,模擬結(jié)果與原設(shè)計值吻合良好:二氧化碳吸收度偏差絕大多數(shù)在1~2K以內(nèi)。從這一模擬結(jié)果來塔塔頂凈化氣流量偏差為-0.03%,溫度偏差為0.3K;克勞斯氣體中硫含量比設(shè)計值高0.167%,溫度收稿日期:2012-04-20作者簡介:錢華光,男,1985年出生,大連理工大學(xué)化工學(xué)院化偏差為0.1K;二氧化碳產(chǎn)品氣中CO2含量比設(shè)計學(xué)工藝專業(yè)碩士在讀,從事化T過程模擬與優(yōu)化研究。聯(lián)系電話值低0.059%,且在995%以上,溫度偏差為1.6K;13795190584:F-mil: chandler520@126com第4期錢華光等.低溫甲醇洗裝置工藝模擬及改造研究223看,該模擬軟件是可靠的,基本可以滿足工程設(shè)計改造需短期內(nèi)實施;②改造后,各重要物流的工藝要求,從而對改造工況進行設(shè)計模擬,對整個流程指標應(yīng)與原設(shè)計值相當:如凈化氣中硫含量應(yīng)小的優(yōu)化改造起到很好的指導(dǎo)作用。于10×106CO2含量小于20×106,CO2產(chǎn)品氣中CO2濃度應(yīng)大于99%,放空尾氣中硫含量應(yīng)小于2改造方案10×106等;③改造后,不增加新的污染源根據(jù)工廠擴產(chǎn)計劃,在原進料氣基礎(chǔ)上新增因為是新增一股進料氣,所以需要同時配置一股進料氣,進料氣壓力(表)為378MPa,溫度為套凈化系統(tǒng)(凈化裝置及循環(huán)甲醇),且此凈化40℃,流量為1855.3kmo/h,組成見表2系統(tǒng)需盡量利用原系統(tǒng)裝置。通過對該廠低溫甲表2新增進料氣組分醇洗裝置的特點進行分析發(fā)現(xiàn),原系統(tǒng)循環(huán)甲醇組成CO3NHSH。 Ar CH CO的溫度較一般低溫甲醇洗系統(tǒng)高,因此可考慮增體積分數(shù),%375274764004703201200161.46大冷量來降低原系統(tǒng)循環(huán)甲醇的溫度,從而減少由表1和表2可知,新增進料氣氣量是原裝原進料氣凈化所需的低溫甲醇量,分流出部分低置設(shè)計值的22%,CO2含量比原設(shè)計值低36.17%,溫甲醇供新增氣凈化。這樣做的好處是不用增加硫含量比原設(shè)計值高0.23%。根據(jù)工廠的現(xiàn)狀及低循環(huán)甲醇量就可凈化新增氣,且避免了新增一股溫甲醇洗的工藝要求,改造方案需滿足以下基本進料氣后閃蒸塔、熱再生塔負荷增加過大的問題原則:①考慮到現(xiàn)場設(shè)備及配管實際情況,新增設(shè)最大程度的利用了原裝置,如果可行,采用后能給備不宜過多,原裝置主流程不宜作大的改動,擴產(chǎn)整個工程節(jié)省大量的投資。吸收塔新增氣冷凝罐CO產(chǎn)品循環(huán)甲醇壓縮機原進料氣塔凈化氣氮氣閃蒸罐克勞斯氣體放空氣體生流罐雜質(zhì)水圖1改造前后的低溫甲醇洗工藝流程實線部分為改造前流程;虛線部分+實線部分為改造后流程遵循以上原則和分析,確定改造方案如圖1新增氣(011)與凈化氣(012)換熱后進入一個冷凝中虛線部分所示:①增大原系統(tǒng)氨冷器負荷,使原罐,新增氣中的大部分水分被冷凝下來后進入新系統(tǒng)低溫甲醇溫度降低,分流出一部分甲醇液凈增的吸收塔內(nèi),被原系統(tǒng)分流岀來的低溫甲醇化新增氣;②新增加一個吸收系統(tǒng)來凈化新增氣:(005)脫硫脫碳凈化至工藝標準。新增吸收塔分兩12年第35卷段,上段為脫碳段,下段為脫硫段,新增氣中的硫部分貧甲醇給新增的吸收塔。對改造后的全流程化物在下段脫除,同時還脫除部分CO2。脫碳段出進行模擬計算,主要物流結(jié)果如表3所示。來的甲醇部分進入脫硫段,部分回到原裝置二氧從表3的數(shù)據(jù)可以看出:改造后原進料氣凈化碳吸收塔上段。脫硫段出來的含硫甲醇液回到化氣及新增氣凈化氣都可達工藝標準,即硫含量原裝置硫化氫吸收塔下段。小于10×10°,CO2含量小于20×10;CO2產(chǎn)品氣的利用工廠富余的冷量,通過增加氨冷器的負濃度也大于99%;克勞斯氣體中硫濃度有大幅提荷來降低循環(huán)甲醇的溫度可行。通過模擬計算,循高;改造前后總的循環(huán)甲醇量不變。以上結(jié)果表環(huán)甲醇溫度由原來的-465℃降到-51.5℃,循環(huán)甲明:改造方案充分利用了原低溫甲醇洗裝置,改動醇溫度降低后,原裝置中的原料氣達到凈化要求小,且可通過操作控制,維持原進料氣進料生產(chǎn)需要的循環(huán)甲醇量由原來的10500kmol/h降至8易于利舊和節(jié)能,通過較小的投資達到了增產(chǎn)的100 kmol/h,從而可以從原裝置循環(huán)甲醇中分出目的。表3改造后低溫甲醇洗流程模擬結(jié)果主要參數(shù)物流參數(shù)凈化氣010凈化氣012低溫甲醇005低溫甲醇006CO2產(chǎn)品氣007克勞斯氣008摩爾組成,%CO20.0010.00100009921943.90392.57530.0250.0000.3540.00055834CH,OH0.0050.0000.0000.000其他7.4210403總流量/ kmol. b)5032.8l792.22400.081000力(表)/MPa3.0153074溫度℃51.053.724.63結(jié)論置的改動小,投資較省,易于操作,符合技術(shù)改造經(jīng)過以上研究,通過模擬計算,針對該化肥廠的要求。新增原料氣以擴產(chǎn)的問題,提出新增一個吸收塔、參考文獻個冷凝罐、一個換熱器、增大冷量等措施對原裝[I1」張文才.化肥油改煤工程低溫甲醇洗T特點分析J置進行改造,模擬計算結(jié)果表明該改造方案可以大氮肥,2006,29(4):87-90[2]董忠民.魯奇型低溫甲醇洗工藝探討!J.大氮肥,1995:474-達到預(yù)期效果,實現(xiàn)增產(chǎn)的目標。此改造方案對裝PROCESS SIMULATION OF RECTISOL UNIT ANDTRANSFORMATION STUDYQian Huaguang, Zhang Shuwei, Guan Fengbao, LiYDepartment of Chemical Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116023)Yang Canning(Xi'an Research Institute of Modern Chemistry, Xi'an 710065Abstract With a plan to have the capacity expanded in a chemical fertilizer plant a chemical processsimulation software is applied to simulate the existing Rectisol process and a transformation scheme is proposed and simulated and the expected effect achieved.Key words: Rectisol; transformation: simulation歡迎投稿、歡迎訂閱、歡迎刊登廣告!