第32卷化肥工業(yè)第3期NHD與低溫甲醇洗凈化工藝的比較與選擇童武元(中石化金陵分公司化肥聯(lián)合車(chē)間南京210033)摘要通過(guò)對(duì)NHD和低溫甲醇洗工藝的比較論述水煤漿工程氣體凈化工藝方案的選擇及N脫硫脫碳在大型裝置上的工藝設(shè)計(jì)概況。關(guān)鍵詞氣體凈化NHD甲醇洗比較Comparison and Choice Between NHd and Low-TemperatureMethanol Wash Purification ProcessesTong WuyuanAbstract By comparing the NHD process with the low-temperature methanol wash process a dis-cussion is conducted on the choice of a gas purification process scheme for the coal-water slurry projectand the process design outlines of the NHd process for desulfurization and CO, removal in a large unitKeywords gas purification NHD methanol wash comparison1NHD脫硫脫碳與低溫甲醇洗旳比較年產(chǎn)180kt合成氨但是其設(shè)備和材質(zhì)基本上可低溫甲醇洗、NHD脫硫脫碳工藝均為物理吸以全部立足國(guó)內(nèi),一次性投資比較低。收法工藝較成熟。1.1裝置運(yùn)行費(fèi)用的比較在低溫-50~60℃)下低溫甲醇洗溶劑吸以金陵水煤漿項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)條件為基礎(chǔ)對(duì)收能力大溶液循環(huán)量小溶劑價(jià)格便宜氣體凈低溫甲醇洗與NHD脫硫、脫碳工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)化度高操作費(fèi)用低,能綜合脫除氣體中的H2進(jìn)行比較數(shù)據(jù)見(jiàn)表1COS、CO2溶液不起泡、無(wú)腐蝕性H2S濃縮簡(jiǎn)單1.2凈化工藝方案的選擇在原料煤硫含量波動(dòng)較大的情況下H,S濃度仍盡管NHD的純消耗費(fèi)用比低溫甲醇洗要高,可滿足硫回收的要求。但是低溫甲醇洗工藝尚未但低溫甲醇洗裝置一次性投資較大折舊費(fèi)、大修實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化需耗用和引進(jìn)大量低溫鋼材同時(shí)要費(fèi)、管理費(fèi)所占比例也高綜合年操作費(fèi)用還略高支付專利費(fèi)用一次性投資高。于NHD工藝。此外NHD工藝在國(guó)內(nèi)某化肥廠NHD凈化工藝是近年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)展起來(lái)的新180kt/a合成氨裝置上已成功應(yīng)用,有一定的生工藝溶劑性質(zhì)穩(wěn)定蒸氣壓低損耗少凈化度產(chǎn)和管理經(jīng)驗(yàn)且金陵水煤漿工程的流程工況與高凈化氣中CO2含量在0.1%以下適合配甲烷之相似。本著節(jié)約投資采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)成熟的凈化流程對(duì)CO3、H2S、COsS吸收能力強(qiáng)尤其能選化技術(shù)這一原則,金陵水煤漿工程氣體凈化決定擇吸收H2S對(duì)合成原料氣的凈化采用先脫硫后采用NHD脫硫、脫碳技術(shù)。脫碳旳方法。脫硫需消耗少量的熱量脫碳時(shí)需消耗少量的冷量屬于低能耗的凈化方法。相對(duì)NHD脫硫脫碳工藝流程低溫甲醇洗而言其溶液循環(huán)量大能耗比低溫甲2.1流程說(shuō)明醇洗高目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用此工藝的最大裝置能力是金陵水煤漿工程改造裝置能力年產(chǎn)300kt合第32卷化肥工業(yè)第3期表1NHD與低溫甲醇洗運(yùn)行費(fèi)用比較表水按0.10元/m3甲醇按2元/kg、NHD按126元/kg計(jì)消耗指標(biāo)成氨、520kt尿素、30kt氫氣。采用的工藝流程項(xiàng)目低溫甲醇洗NHD為德士古水煤漿氣化→耐硫變換→NHD脫硫、脫電/kW1415.05121.9碳→甲烷化→合成其中NHD脫硫、脫碳工藝流冷卻水(m3·h-1)550,07.8程如圖1所示0.55 MPa(1)脫硫蒸汽(th-1)飽和蒸汽)來(lái)自變換工段的變換氣與脫碳?xì)鈸Q熱降溫后飽和蒸汽)從塔底進(jìn)入脫硫塔與NHD貧液逆流接觸絕大溶劑損耗(kg:h-1)部分H2S和部分CO2被吸收,出塔頂?shù)拿摿驓怆?302kWh冷量電7155kWh水5544m3/h總硫含量<5×10ˉ6)去脫碳塔:塔底富液經(jīng)還需用變換部分余熱水力透平回收能量后進(jìn)脫硫高壓閃蒸槽,蒸氣消耗費(fèi)用(萬(wàn)元a1)2268.362304,16去脫碳閃壓機(jī)富液進(jìn)濃縮塔進(jìn)一步降壓閃蒸塔折舊費(fèi)(萬(wàn)元a-1)67.75頂用部分貧液來(lái)吸收閃蒸氣和來(lái)自脫硫閃壓機(jī)的大修費(fèi)(萬(wàn)元·a-1)297,92265.62氣體中的H2S未被吸收的CO2放空放空氣中H2管理費(fèi)(萬(wàn)元,a-1)18.97S<10×106出濃縮塔的富液再經(jīng)過(guò)二級(jí)閃蒸與年操作費(fèi)(萬(wàn)元·a-1)3155.313094.95裝置投資/萬(wàn)0051.007589.20換熱進(jìn)入再生塔再生出塔尾氣H2S含量達(dá)到注(1)低溫甲醇洗消耗來(lái)源于林德傳真資料(2)NHD消耗資料27%以上再生后的貧液經(jīng)換熱后分別去脫硫塔來(lái)源于改造工程初步設(shè)計(jì)資料(3)低壓蒸汽由變換提供消耗費(fèi)和濃縮塔。用未計(jì)入〔4)脫硫尾氣送煉廠集中處理需增加濃縮塔投資約(2)脫碳1000萬(wàn)元人民幣硫回收裝置取消(5)電按0.35元kWh冷卻來(lái)自脫硫工段的脫硫氣從下部進(jìn)入脫碳塔,區(qū)&XX區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)圖1NHD脫硫、脫碳工藝流程圖1.脫硫塔2.濃縮塔3.再生塔4.脫碳塔5.氣提塔6、13.高閃槽中諷棲第32卷化肥工業(yè)第3期與自上而下的NHD貧液逆流接觸氣體中的CO表2設(shè)計(jì)氣體組成和工藝參數(shù)被溶劑吸收出塔頂?shù)膬艋瘹夂珻O,<0.1%、總項(xiàng)目變換氣脫硫氣脫碳?xì)饬?1×10ˉ6經(jīng)分離器、氣-氣換熱器去甲烷化組份/%工段泄塔底的富液經(jīng)水力透平回收靜壓能進(jìn)入430.10脫碳高閃槽解吸岀的部分溶解的CO,和H2與脫H0.56<5×101×10-6硫閃蒸氣混和進(jìn)入閃壓機(jī)去脫硫工段循環(huán)吸收;出脫碳高閃槽的溶液與脫硫貧液換熱經(jīng)氨冷器、減壓進(jìn)低閃槽解吸岀大部分溶解的CO(純度≥0.2399.68%)送尿素裝置油出低閃槽的富液經(jīng)N2氣0.090.06提再生貧液送脫碳塔0.122.2設(shè)計(jì)氣體組成和工藝參數(shù)40×10-6設(shè)計(jì)氣體組成和工藝參數(shù)見(jiàn)表2度/℃4.94力/M3流程設(shè)計(jì)特點(diǎn)流量(mh標(biāo)態(tài))24797023271413776(1)脫硫低閃壓力0.5MPa富液直接進(jìn)再均返回系統(tǒng)回收氫資源、生塔,節(jié)省1臺(tái)富液泵。2)脫硫設(shè)濃縮塔提高H2S濃度脫硫尾4結(jié)語(yǔ)氣送煉廠集中處理芇省投資優(yōu)化了資源利用。1)NHD脫硫、脫碳工藝能耗低凈化度高3)脫硫、脫碳富液泵均帶能量回收透平冋投資省是值得推廣的凈化工藝。收富液靜壓能降低能耗。(2)NHD技術(shù)在金陵水煤漿項(xiàng)目的大型裝4)脫硫溶液利用變換余熱再生脫碳溶液置上的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)是第一家是技術(shù)上的創(chuàng)新同利用空分低壓N2氣提再生。時(shí)也有一定的風(fēng)險(xiǎn)所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中要慎重裝(5)脫碳低閃槽置于氣提塔頂溶液自動(dòng)流置設(shè)計(jì)的處理能力和工藝指標(biāo)有待裝置投產(chǎn)后進(jìn)入氣提塔無(wú)需泵送。步驗(yàn)證〔6)岀脫硫所有閃蒸槽及脫碳高閃槽的氣體收稿日期2004-0805)必4必4必必4必4必必4如必少必必必必上接第37頁(yè))冷能力6.27~18.81MJ/h(1.5~4.5Mca/h)2)在相同制冷量下冰機(jī)出口總管壓力下從實(shí)際使用情況看該項(xiàng)技術(shù)具有如下特點(diǎn)降0.2~0.4MPa(1)可回收90%的冰機(jī)油。(3)在相同負(fù)荷下0800mm系統(tǒng)氨冷器溫(2)可明顯改善冰機(jī)運(yùn)行工況,降低冰機(jī)出度下降1~2℃⑩1200mm系統(tǒng)氨冷器溫度下降口壓力和溫度同時(shí)節(jié)電。如按節(jié)約5%冷量計(jì)2~3℃。日產(chǎn)氨240t的企業(yè)年節(jié)約電費(fèi)在10萬(wàn)元以上4)氨冷器的排油由每班1次延長(zhǎng)至3d13)氨冷器的溫度按降低2℃計(jì)合成進(jìn)口次大大減少了煮油器的煮油頻率減輕了氨油對(duì)氨含量可下降0.2%合成壓力可下降0.4MPa,環(huán)境的污染這對(duì)全廠的節(jié)電是有很大益處的。(5)若僅考慮回收冰機(jī)油的直接效益約3(4)對(duì)于采用NHD脫碳的企業(yè)來(lái)講其應(yīng)用年即可回收投資。的意義顯得尤為重要。參考文獻(xiàn)6結(jié)語(yǔ)1國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)冰機(jī)超濾油分是一項(xiàng)節(jié)能、節(jié)油、具有綜合經(jīng)2梅安華等.小合成氨工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)濟(jì)效益的技術(shù)現(xiàn)已完成2.09~3.44MJ/H(0.5