闪蒸汽甲醇回收初步方案

1 兖矿国宏化工有限公司兖矿国宏化工有限公司 闪蒸汽甲醇回收闪蒸汽甲醇回收 实施方案实施方案 兖矿国宏化工有限公司 2011 年 3 月 16 日 2 目 录 一 合成装置闪蒸汽甲醇回收项目的必要性 5 二 合成装置闪蒸汽甲醇回收项目改造的主要内容 5 三 主要经济技术指标 项目最终目标 5 四 关键技术及创新点 6 五 技术路线 7 六 技术 经济可行性及可靠性分析 8 七 对安全 环境 健康的影响性分析 8 八 现有基础 技术条件 保证体系 9 九 经济和社会效益分析 9 十 项目实施进度计划 10 十一 经费计划 10 3 一 合成装置闪蒸汽甲醇回收项目的必要性 近年来 国家越来越重视节约资源和保护环境工作 大规 模开展了节能减排工作 合成装置闪蒸汽甲醇回收 正是在 这种可持续发展的前提下提出的新课题 甲醇合成装置中甲醇在从甲醇分离器减压至甲醇闪蒸槽 的过程 是一个从高压 设计压力 7 5MPa 现操作压力 6 0MPa 减压至低压 操作压力 0 4MPa 的物理过程 减压后 气体溶解度下降 会有大量的气体闪蒸出来 主要成分是 CO2 18 H2 29 N2 21 CH3OH 7 根据一般经 验公式计算 在压力 0 4MPa 温度 40 情况下 每吨粗甲醇 一般可产生闪蒸气 40Nm 闪蒸气中甲醇含量为 6 95mol 年产 50 万吨甲醇装置 每小时生产的粗甲醇流量 86 5 吨 产 生闪蒸气量大约 3460Nm h 而设计院给出的闪蒸汽设计数据 只有 353 Nm h 由于设计计算错误 甲醇闪蒸槽 V2002 闪蒸 出来的甲醇气没有回收装置 其闪蒸出的甲醇白白浪费掉 根 据目前的实际运行情况 闪蒸槽压力 0 4MPa 温度 40 和 流量指示 闪蒸气量大约在 5000 6000Nm h 通过取样分析 测定闪蒸气中的甲醇含量大约占 7 体积比 因此 取闪蒸 气平均值 5500 Nm h 计算 在 40 时 闪蒸气夹带的甲醇为 4 550Kg h 每年损失甲醇为 550 8000 4400000kg 4 22 32 75500 大约为 4400 吨 且随着生产周期的加长 甲醇水冷器出口温 度高出设计值许多 闪蒸出来的甲醇会更多 会造成更大的浪 费 而且闪蒸气甲醇排到火炬去 一方面浪费 另一方面存在 很大的安全隐患 二 合成装置闪蒸汽甲醇回收项目改造的主要内容 新增一套闪蒸汽甲醇回收装置 闪蒸汽洗涤后 经原管 线送往硫回收焚烧炉用作燃料或去火炬燃烧 洗涤后的甲醇水溶液送至原装置闪蒸槽甲醇管线 送往 精馏工序精馏 三 主要经济技术指标 项目最终目标 原料气条件 流量 4000 5000 Nm3 h 因甲醇水冷器温度高 目前实 际气量约 7000 Nm3 h 考虑甲醇装置扩产及水冷器温度 最大 放空气量为 9000 Nm3 h 建议按 8000 Nm3 h 供货 温度 40 压力 0 4 MPa 组成 平均值 v v 组成H2CO2CON2 CH3OHAR CH4 V 29 4818 145 6521 88 6 957 75 9 4199 26 5 另外含有微量的水 乙醇等 元月份气体实际组成区间统计 组成H2CO2CO CH3OH N2CH4 最低 最高 V 23 3 28 6 18 3 2 0 6 5 2 6 7 8 2320 3 2 3 2 9 3 11 5 通过闪蒸汽回收系统 大大降低气相中甲醇含量 经过 闪蒸汽回收塔后气相中甲醇含量 0 03 V 全塔压力降 0 03 MPa 闪蒸汽经回收塔将甲醇洗涤 甲醇水溶液经闪蒸槽甲醇 管线送入精馏系统 回收甲醇的浓度 65 W 板效率 85 四 关键技术及创新点 闪蒸汽甲醇回收塔的中下部是高效复合塔板 板效率 85 设备的上部是高效除雾装置 保证出口气中不带水 不带醇 甲醇回收系统就是在回收塔上部进入脱盐水用于洗涤 闪蒸汽 降低闪蒸汽中的甲醇含量 使其出口气相中甲醇含量 0 03 V 任何工况条件下 甲醇都是以三种形态存在的 即液态甲醇 雾状甲醇和气态甲醇 不同工况条件下 三种状 态的甲醇分别所占的比例不同 压力越高 雾状甲醇和气态甲 6 醇的含量越低 温度越低 雾状甲醇和气态甲醇的含量越低 在 5 0Mpa 35 工况下 雾状甲醇和气态甲醇在气体中的含量 在 1 0 1 3 的范围内 在 0 5Mpa 35 工况下 气态甲 醇在气相中的含量为 6 5 在 0 2Mpa 35 工况下 气态甲 醇在气相中的含量为 14 传统的机械式分离器包括超滤式分 离器在内统称为惯性分离器 只能分离液态甲醇 不能分离雾 状甲醇 更不能分离气态甲醇 要想彻底地分离雾状甲醇和气 态甲醇只能采用吸收法 最好的吸收剂是水 利用甲醇和水可 以任意比例互溶的性质 用水吸收雾状甲醇和气态甲醇 使其 变成甲醇水溶液 彻底全部分离下来 利用水吸收甲醇进行分 离 不会对原工况条件产生任何负面影响 百利而无一害 是 一个最佳方案 五 技术路线 闪蒸汽甲醇回收系统的工艺流程简单 可分为气相和液相 两部分 出甲醇闪蒸槽的甲醇闪蒸汽 5000NM3 h 0 4MPa G 40 进入闪蒸汽回收塔下部 在该塔中 闪蒸汽用脱盐水洗 涤 0 65MPa 40 以降低闪蒸汽中甲醇含量 洗涤后的闪 蒸汽经回收塔顶高效除沫器分离后进入闪蒸汽管线经压力调节 阀 PV2006 控制后去燃料或火炬管网 洗涤用的脱盐水来自界区 自回收塔上部进入 设有流量 7 控制 在塔内塔板与闪蒸汽充分接触后 变为含水甲醇 甲醇 的浓度 65 W 经液位控制阀后并入甲醇闪蒸槽甲醇管线 去精馏系统 整个回收系统操作十分稳定 简单 一次调节好后 就无 需专人再操作 设备设计合理 可长周期运行五年以上 无需 检修 检修也只需蒸气热洗 利用水吸收甲醇进行分离 不会 对原工况条件产生任何负面影响 百利而无一害 是一个最佳 方案 为保证回收塔的操作压力但又减少投资 考虑回收塔与闪 蒸槽串联在 PV2006 阀前 用原有的闪蒸汽压力控制阀控制回 收塔的压力 在回收系统出现问题时 通过关闭回收塔进出口 阀等将回收系统隔离 不会影响大系统运行 回收塔底部的含 水甲醇考虑送至闪蒸槽甲醇管线 LV2004 阀后 不必另设管道 简单的流程示意图如下 虚线框内为卖方供货范围 以 P ID 中的界区条件为准 即卖方提供所附 P ID 中的所有内容 8 六 技术 经济可行性及可靠性分析 甲醇合成装置闪蒸汽为常量放空气体 目前流量 5500Nm3 h 压力 0 4MPa 温度 42 气体中甲醇含量达到 8 具有回收价值 闪蒸汽回收装置在国内技术成熟 已成功应用多个厂家 经调研河南中原大化 河南义马气化厂等已采用该技术回收闪 蒸汽甲醇运行二年以上 效果明显 通过技术交流 认为该技 术可以用于闪蒸蒸汽甲醇回收 七 对安全 环境 健康的影响性分析 9 3m 3m 6m 7m 闪蒸汽甲醇回收系统操作十分稳定 简单 一次调节好后 就无需专人再操作 设备设计合理 可长周期运行五年以上 无需检修 装置运行的稳定性高 且在回收系统出现问题时 可以整体切出 不影响大系统正常运行 经确认新增装置区安全距离满足要求 预留地方满足新 增量要求 装置的运行不会造成新的环境污染 无 三废 产 生 闪蒸气通过装置回收甲醇后 放空量降低 并大大减少甲 醇带到火炬 比原有工艺极大地减少了对环境的影响 另一方 面也消除了重大的安全隐患 装置位置示意图 八 现有基础 技术条件 保证体系 甲醇合成装置闪蒸汽原设计是送往热电锅炉作为燃料 或 高能复合醇实验装置 合成塔 闪蒸汽回收装置区 5m 10 放至火炬燃烧处理 闪蒸汽中甲醇不回收 但实际运行发现设 计院给出的闪蒸汽设计数据只有 353 Nm h 由于设计计算错 误 甲醇闪蒸槽 V2002 闪蒸出来的甲醇气气量比设计值多出 10 倍 随着甲醇水冷器出口温度的升高 闪蒸汽量还会进一步增 大 损失的甲醇会更多 且对环境影响也比较大 改造后将闪 蒸汽中的甲醇洗涤回收 增加甲醇产量 在技术方面 公司先前做了大量的调研好技术工作 已经 初步具备掌控该项技术的能力 同行业已经通过改造达到较好 效果 我公司通过交流可以采用更先进回收塔保证回收效果 九 经济和社会效益分析 对闪蒸汽甲醇进行回收 可实现节能环保 一方面可以提 高甲醇的产量 降低成本 增加经济效益 另一方面可以减少 环境污染 按闪蒸气 5500 Nm h 计算 在 40 时 闪蒸气夹带的甲 醇为 550Kg h 每年回收甲醇为 4 22 32 75500 550 8000 4400000kg 大约为 4400 吨 甲醇按 2600 元 t 计 每年可增加经济收入 2600 4400 1144 万元 设备折旧按 5 年 计算 运行费用包括脱盐水 维护费用及其他按每小时 0 03 万元计算 年降低生产成本 1144 8000 0 03 90 5 886 万元 该项目的实施对于系统扩产和节能降耗具有重大意义 生 11 产成本的进一步降低 将使国宏公司甲醇产品的市场竞争力大 大增强 十 项目实施进度计划 20