洗化厂脂肪醇与合成气装置环保治理工程项目建议

1、洗化厂脂肪醇与合成气装置环保治理工程项目建议书抚顺石化公司洗化厂2012年1月一、项目名称洗化厂脂肪醇与合成气装置环保治理工程二、项目性质及类别项目性质：技术改造项目类别：环保治理项目三、项目建议编制人（或编制单位）抚顺石化公司洗化厂技术发展部四、项目背景和建设（或改造）必要性（一）项目背景1、外部背景随着人们绿色环保意识的逐渐提高和生活质量的提升，人们对生物降解性好、对皮肤刺激性小、质感柔顺的洗涤用品需求量越来越高。脂肪醇聚氧乙烯醚(醇醚AEO)作为表面活性剂产量最大的品种, 可通过磺化生产醇醚硫酸盐(AES)这种液体洗涤剂(餐洗、香波等)的主要原料，也可直接用在高档洗衣粉中。随着洗涤剂品种

2、的增加,配方技术不断发展创新,AEO的市场需求量越来大，合成脂肪醇作为AEO的原料，市场前景更是可观。根据中国洗涤剂协会2010年年终报告提供的数据显示，洗涤剂行业2010年洗涤剂用品总量为826.75万吨，其中合成洗涤剂730.07万吨，合成洗涤剂中的液体洗涤剂为337.45万吨，占液体洗涤剂的46.2%，产量比2009年增长13.09%，由此可见，液体洗涤剂的市场需求十分旺盛。国内2010年AEO生产量约为33万吨，而需求量为44万吨，因此市场对AEO需求量逐年增长，预计20112014年市场需求增长率为5%。合成脂肪醇作为生产AEO的主要原料，需求量随之将会逐年增加。目前由于天然脂肪醇原

3、料价格的上涨，使得C1214天然脂肪醇价格已创记载高价记录，这给合成脂肪醇市场提供了机会。目前合成脂肪醇生产成本11200元/吨，市场上脂肪醇价格为13000元/吨。合成脂肪醇的市场逐渐回暖，洗化厂合成脂肪醇装置开工将成为市场的需要。脂肪醇合成气装置重油造气系统和脂肪醇抽真空系统进行相应的改造，将成为当务之急。2、内部条件目前，抚顺石化公司已与天然气销售公司签订了天然气采购与输送框架协议。天然气管道已经连接到洗化厂区域外。抚顺石化公司将对炼油结构总加工流程进行调整，对外购天然气确定了利用的基本原则，即天然气代替燃料油，替出的燃料油用于二次深加工，提高附加值。目前洗化厂加热炉燃料由燃料油改造为天

4、然气的设计已经完成，已经完成了厂内管线的敷设。（二）项目建设必要性由于脂肪醇装置采用60年代生产技术，随着环保要求的升级，该装置真空系统产生的含醇废水和与之配套的上游合成气装置产生的炭黑水已经无法满足现在环保要求，需要对脂肪醇装置真空系统和合成气装置进行改造，以达安全环保要求。1、脂肪醇装置真空系统改造必要性洗化厂脂肪醇装置抽真空系统的冷凝方式为循环水和蒸汽、抽出物直接接触冷却方式，在脂肪醇生产过程中，热井中的循环水含有油和高碳醇乳化物，自1992年投产以来，采用简单的隔油处理，无法将油和水彻底分离，大量油品杂质随循环水周而复始，形成恶性循环。热井中循环水含有高达1 5000mg/l 油和CO

5、Dcr（见表1），循环水中含有的高碳醇乳化物，十分容易在冷却塔填料上沉积、结垢， 使冷却塔效率下降，不仅加重了设备的腐蚀、结垢，还影响了传热2、冷却，污染了水质和环境。另外循环水冷却塔为填料塔，填料已经老化、变形、堵塞、淤积严重，冷却效果大大降低，循环水生产负荷只有368m3/h,无法达到设计负荷460m3/h，循环水出水温度无法满足脂肪醇装置生产需要，只能靠大量补充新鲜工艺水的办法来降低循环冷却水的出水温度，在补充新鲜工艺水的同时还要排放“等量”的含油和CODcr的热水，这对污水处理场的正常生产带来冲击，造成污水超标排放，无法回用，同时对环境造成污染，浪费了大量水资源。同时真空系统经常出现抽

6、真空蒸汽喷嘴被锈皮堵塞喉管3，使装置破真空或达不到满负荷生产状态的现象。由于真空系统庞大、真空度要求高、喷嘴拆装复杂，每次出现问题处理最少需要612小时以上装置才能恢复正常，这一问题严重影响了正常生产，使装置物耗、能耗大幅增加。洗化厂2005年9-10月对热井和凉水塔循环水含油量的检测数据：表1 热井、凉水塔油分析数据表序号时间热井（mg/l）凉水塔（mg/l）备注19月15日3348335829月16日3149251739月19日2682269049月20日4116612659月21日7610680769月22日51924717 79月23日48984117 89月26日56147799月2

7、7日465346109月28日960573119月29日731585 129月30日6294481310月8日5474501410月9日5234401510月10日400266 1610月11日4813751710月12日3402361810月13日4933291910月14日492359 由上表可以看出，真空冷却循环水系统的除油效果差，热井中的水中油含量和凉水塔出口水中油含量很接近，从数百mg/L到数千mg/L，水中的污油不仅影响了水质，也污染了环境，需通过技术改造彻底解决。2、合成气装置改造必要性合成气生产装置以重油、氧气和由脱氢装置来的副产粗氢气为原料，生产羰基合成装置所需要的合成气原料

8、。随着科学技术的进步以及安全生产的需要，该装置产生的炭黑水已经无法满足现在环保要求。用天然气取代加重油的方案实施后，将合成气装置重油造气改为用可靠的、价廉的天然气生产合成气，不但可以降低企业生产成本，提高装置本质安全，同时替出的燃料油可以进行深加工，更重要的是可以避免产生大量炭黑水，达到环保要求。五、合成气生产装置改造技术方案1、现有合成气生产装置基本情况抚顺石化公司洗涤剂化工厂现有一套以渣油为原料的合成气装置（600#），引进德国鲁奇（Lurgi）公司Shell专利技术的非催化部分氧化气化工艺流程，生成脂肪醇合成时所需的合成气。现有的羰基合成气是为脂肪醇合成时配套的，设计能力为58750Nm

9、3/d。以重油部分氧化法生产的粗合成气，H2/CO比近似为1，并含有4.6%的CO2与5600ppm的硫化物等杂质，满足不了脂肪醇羰基合成气H2/CO分子比为2的要求。因此，粗合成气经过脱硫粗制装置及合成气深度脱硫装置后，尚须补足由脱氢装置送来的氢气，经变压吸附分离装置提纯后，使合成气达到羰基合成装置的质量要求。其基本的化学反应是：CnHm+ n/2O2 nCO+m/2H2 CnHm+nH2O(汽) nCO+(m/2+n)H2上述反应是在反应器中进行的。反应后的高温气体通过废热锅炉产生高压蒸气回收热量。氧化反应中由于烃裂解产生的游离碳通过两段水洗脱除。其工艺流程是：来自罐区的减压渣油通过过滤加

10、压至7.010.0MPa，加热至170210，经喷枪雾化喷化的反应器气化炉中。氧气予热至350后，在一个特殊的进料喷咀处与蒸汽混合称为气化剂，气化剂经喷咀亦喷入反应器中。减压渣油在反应器中，发生部分氧化反应，生成CO+H2。反应温度13001350，高温的粗合成气出反应器经盘管式废热锅炉发生蒸汽后，温度降至250。粗合成气在激冷、水洗后送入碳浆分离器，经进一步洗涤后，碳浆送至碳回收装置进行造粒。合成气送至洗气塔，进一步用水冷却，水冷系统采用闭路循环。经洗涤后的碳浆进入粒机，在机内与减压渣渍混合进行造粒后，送入震动筛上，使碳粒与水进行筛分，碳粒与渣油混合送回减压渣油贮罐，称为碳循环。原则性工艺流

11、程图如下：蒸汽重油1粗合成气氧气2水水8910软水碳水至回收装置1重油加热器4废热锅炉7洗气塔 9冷却器2氧气加热器5急冷管8冷却器 10塔底循环泵3气化炉6碳分离器图1 渣油合成气生产装置工艺流程图2、改造的技术方案本次改造将现有的合成气装置600#渣油造气改造为利用天然气转化生成合成气，为最大限度地减少投资，根据对天然气转化各种工艺技术的比较，在保证装置设计能力不变的前提下，可采取将原来的渣油烧嘴改造为天然气烧嘴的技术方案。改造后的流程为：来自配气站的天然气（1.55MPa）经气液分离器后送入天然气压缩机，经压缩后（6.4MPa，180）进入天然气预热器，预热至250，然后送入气化炉的工艺

12、烧嘴，在气化炉顶部与氧气和少量屏蔽蒸汽直接混合，进入气化炉，在炉内进行部分氧化反应，生成粗合成气。改造后的气化炉，装置的生产能力不变，更换了天然气烧嘴，炉体不做大的改动，但需要增加气化炉拱顶耐火砖厚度，同时增加天然气与氧气比值调节系统及天然气与系统的安全保护联锁，以提高装置的安全性能。3、改造内容及工艺特点本改造工程将现有6.0MPaShell渣油纯氧气化生产羰基合成气工艺流程改造为6.0MPa天然气部分氧化生产羰基合成气工艺流程，包括相应的工艺管道、阀门、电气、仪表及设备的改造等，并核算其他单元是否需要适当改动。改造中要考虑重油和天然气生产合成气由于碳氢比不同，产出的合成气氢气和一氧化碳之比

13、应当是2:1的关系，后配氢较少甚至可以不配氢。改造的主要内容及其工艺特点是：3.1 空分 空分装置主要是为部分氧化工序提供氧气，正常生产时，天然气部分氧化工序要求空分装置提供的氧气为800Nm3/h，洗化厂现有空分装置的设计产氧能力为800Nm3/h，可以基本满足改造工况氧气需求，故空分装置利用现有装置，不用新增能力。3.2 天然气压缩天然气压缩是新增工序，它是将来自配气站约1.55MPa的天然气压缩至天然气部分氧化要求的6.4MPa压力。 天然气压缩机采用蒸汽透平驱动的离心式压缩机机组。蒸汽透平驱动的离心式压缩机的显著特点是单机打气量大，占地面积小，运转平稳无脉冲，维修少，无需备用，出口气体

14、不含油，蒸汽透平驱动还可减少一次能量转换的损失等优点。3.3 部分氧化部分氧化工序是利用现有的渣油气化进行改造，以天然气取代渣油原料。采用天然气部分氧化技术进行改造主要更换气化烧嘴和气化炉顶部局部耐火衬里，以及增加锅炉给水加热器、碳黑水冷却器等。本次改造后的气化烧嘴采用华东理工大学和中国航天科技集团第11研究所共同研制的气化烧嘴技术。本工序的特点是：（1）对现有的合成气装置影响最小。本次改造主要更换气化烧嘴和气化炉顶部局部耐火衬里，以及增加锅炉给水加热器、碳黑水冷却器等，其它现有工序设备不需改造，都能满足改造后的要求。（2）可节省投资，缩短建设周期。由于改造集中在部分氧化工序，在现有装置的基础

15、上变化小，新增设备少，投资低，建设工期短。（3）改造采用的气化烧嘴技术成熟可靠。华东理工大学和中国航天科技集团第11研究所是国内最成功的气化烧嘴研究机构，他们共同研制的气化烧嘴已在国内厂家中多次使用。（4）与原渣油气化流程相比，改造后的工艺流程简单，只需增加天然气预热器、锅炉给水预热器和碳黑水冷却器，取消了原复杂的渣油原料预处理过程和碳黑回收过程。（5）与以渣油原料的气化工艺相比，改造后排出的碳黑、硫化物等污染物明显减少。（6）气化炉在高温、高压下操作，为保证气化炉的安全，天然气和氧气的进料控制系统与安全联锁系统相连以便在任何主要工艺条件出现不正常时气化系统能及时、自动安全地停车。设置天然气和

16、氧气进料的非正常工况下紧急遥控放空；设置氧/天然气比来调节控制气化炉内的温度和转化气的组成；同渣油气化一样，设有7.0MPa(A)高压氮气系统，在两个氧气切断阀间利用高压氮气在开车前和停车后建立起氮封，同时在氧气切断阀发生故障时高压氮气既可防止氧气进入气化炉又可避免转化气与氧气在管线中的混合。4、工艺技术选择目前，以天然气生产合成气的方法有：常规的两段蒸汽转化法（外热式转化）、换热转化法和部分氧化法。部分氧化法又分为催化部分氧化和非催化部分氧化两类。下面就各种方法做简单地介绍。4.1 常规的两段蒸汽转化法工艺常规的两段蒸汽转化法工艺是国内外广泛采用的方法，两段蒸汽转化法系一段炉采用蒸汽转化，二

17、段炉用空气、富氧或纯氧转化，一段炉为体积较大的箱式炉或梯形炉，内装若干催化剂管束，管外用燃料加热以提供催化反应所需热量，二段炉内在氧气存在的条件下，对一段炉的裂解产物进行二次反应。该法投资较大，原料消耗较高，占地面积大，但本法的最大优点是可副产高压蒸汽。二段蒸汽转化工艺的典型代表是美国Kellogg公司的转化工艺。二段蒸汽转化的工艺流程是：压力为3 .0MPa，水碳比（摩尔比）为3.5，510的天然气与水蒸汽混合物在镍催化剂作用下，于管式固定床反应器中完成一段转化反应，反应所需的热量由炉膛以辐射方式传至管壁提供，为降低一段转化炉出口气中CH4含量及向合成气中补氮，在二段炉进行转化反应的同时采用

18、以空气或富氧为原料，在固定床绝热催化反应器中进行耦合氧化反应，以提高系统温度，降低出口气中CH4含量（2%），然后经高温串低温变换，脱碳和甲烷化净化得到38、2.5MPa新鲜合成气。该工艺的特点是用一段的烟道气预热二段进口空气，将小部分甲烷转化负荷移至二段转化，副产高压蒸汽，能耗约3941GJ/t，属高能耗工艺，但比渣油和煤制气工艺低。4.2换热式转化工艺换热式转化工艺是上世纪80年代开发的技术，该法是一段炉不需外加热，而是利用二段转化炉出口约1000的高温气体作为一段天然气、蒸汽转化反应的热源，为维持转化系统热平衡及合成气适宜氢氮比，二段炉需引入富氧空气。其工艺特点是：（1）天然气消耗少，热

19、效率高。因二段炉的热工艺气体为一段炉提供了转化的热量；与传统工艺相比，燃料天然气用量减少了20%30%，没有因烟气排入大气所造成的热损失；由于一段炉绝热层的作用，二段炉燃烧所放出的热效率几乎100%。（2）投资少，占地面积小。其一段炉就像一个换热器，体积小，内外压差小，炉管管壁薄，节省了大量的合金材料，同时，一段炉和二段炉安装在一个框架内，布置紧凑。（3）操作弹性大，开停车方便。其一段炉较箱式炉使用条件温和，没有明火。不会因负荷的波动而导致热量不平衡，转化炉出口气体中CH4含量变化时可通过调整富氧空气中的氧含量控制二段炉出口气体的CH4含量。换热式转化装置可在30%110%负荷范围内操作。（4

20、）二氧化碳产量高，换热式转化工艺二段炉的耗氧量较高，CO2产量高，在制氨时其产品氨与二氧化碳可基本满足尿素生产。（5）环境污染小，没有烟道气从转化炉排出，减少环境污染。换热式转化工艺在中小型氮肥企业己成功广泛应用。4.3 部分氧化法工艺4.3.1 催化部分氧化法工艺催化部分氧化法工艺流程是：从管网来的天然气与空分单元来的空气在开工炉中燃烧生成高温烟道气进入转化炉供催化剂床层逐渐升温，其温度通过调节天然气量、冲冷空气及加入蒸汽调节，出转化炉的烟道气经废锅和混合预热器后排空，由空气、天然气、H2-N2气联合压缩机（三联机）送来的空气与空分单元氧压机送来的氧气，在2.2MPa压力下混合为41%47%

21、的富氧空气，经加热炉加热至485进入转化炉炉头混合器，由三联机进来的天然气经预热至350后依次经MnO脱硫槽和ZnO脱硫槽，使硫含量降至1 PPm后与2.2MPa蒸汽混合，然后经予热器加热至440，进入转化炉炉头混合器，富氧空气：天然气：蒸汽按C:H2O:O2=l:2:0.6比例，在转化炉炉头混合器充分混合均匀后，喷入催化剂层，首先是氧与天然气迅速燃烧，温度急剧上升，同时伴随有水蒸汽与甲烷的转化反应进行，催化剂层温度应控制在小于1100；此后混合气穿过催化剂层，主要进行蒸汽与剩余甲烷的转化反应，由转化炉出来的高温转化气经废锅回收热量，产生2.5MPa的饱和蒸汽，出废锅的转化气约482，经混合气

22、预热器和天然气蒸汽换热器回收热量后送至变换工序。采用这种方法制气热效率高，整个制气过程可以在相当高的压力下进行，因而这种方法适合合成氨合成气的转化。4.3.2 非催化部分氧化法天然气非催化部分氧化工艺流程：天然气由配气站经过滤后进入天然气压缩机，压缩至6.4MPa，180，进入加热炉加热到254，然后入气化炉喷嘴的中心管，来自空分单元的氧气（压力为6.61MPa(A)，温度为38），配入5%10%（体积分数）的保护蒸汽，进入加热炉被加热，然后入气化炉喷嘴的环隙流道。进入气化炉喷嘴的天然气和氧气经混合后入气化炉，发生燃烧反应和部分氧化反应，生成主要成分为CO+H2（大于95%）的粗合成气，高温粗

23、合成气在炉下部被冷激至210，最终经洗涤塔洗涤后去净化工序。采用天然气非催化部分氧化工艺的关键技术是天然气喷嘴。甲烷部分氧化制合成气气化过程的控制步骤是混合过程。技术关键是烧嘴以及烧嘴与气化炉匹配形成的流场，在气化形式一定的情况下，影响气化结果的因素是氧气/天然气比及蒸汽用量。4.4 本工程工艺技术的选择本工程所需的合成气规格见表2。表2 目标合成气规格序号项 目规 格备注1H2+CO95%mol2H2/CO1.72.3分子比3O25 ppm体积4CO2200ppm Vol5总硫含量1ppm Vol6总不饱和烃600ppm Vol7其中C2、C3、C4不饱和烃250 ppm Vol8水含量饱和

24、9惰性气体N2、甲烷平衡10HCN含量1ppm Vol11流量3209Nm3/h采用非催化天然气部分氧化工艺流程后，粗合成气的组成与渣油的对比见表3。表3 以渣油、天然气为原料的Shell气化制粗合成气工艺对比序号项 目渣油天然气备注1气化炉操作压力MPa6.06.02气化炉操作温度125013503粗合成气成分（V）%CO46.13333.92H248.68462.54CH40.3000.500CO24.6181.89N2+Ar0.2091.14H2S0.0541.24×10-6C痕量痕量H2+CO94.81796.46 根据表2目标合成气的规格要求及表3中关于采用非催化部分氧化所

25、产生的粗合成气的对比以及上述各种天然气转化工艺流程的比较，本工程拟采用非催化天然气部分氧化工艺流程。5、本次改造所选择的工艺概述5.1 工艺流程简述5.1.1天然气压缩 天然气输配站来的原料天然气温度25，压力1.55MPa(A)，进入天然气压缩机进口，经二级压缩，出天然气压缩机气体压力为6.4 MPa(A)，送合成气装置部分氧化工序。部分氧化（1）气化来自天然气压缩机的6.4MPa(A)天然气在天然气预热器中由高压蒸汽加热到254，热的天然气进入气化炉烧嘴。来自空分装置的纯氧，压力6.61MPa(A)，温度为38，在氧气预热器中由高压蒸汽加热到230，然后与高压蒸汽混合进入气化炉烧嘴的环隙。

26、天然气在氧气、蒸汽气化剂存在的情况下，在气化炉内发生部分氧化反应生成以CO+H2为主体的高温原料气，气体温度约1250。高温转化的粗合成气经废锅副产10.5MPa的高压饱和蒸汽，高压饱和蒸汽送作为全厂动力，粗合成气再进入气化废锅节能器回收热量，粗合成气温度降至200后再进入锅炉给水预热器，温度降至143，然后依次经过激冷管和碳黑分离器分离出碳黑。粗合成气以5.7MPa、125离开分离器后两股粗合成气会合进入脱盐水预热器进一步回收热量，气体冷却至102，然后进入碳黑洗涤塔。碳黑洗涤塔为两段填料塔，粗合成气与喷淋水逆流接触，除去残存碳黑，并洗涤掉气体中的绝大部分氨和氢氰酸，粗合成气冷却降温到45送

27、往后续工序。（2）碳黑水处理经污水处理后的回水经降温到42入碳黑洗涤塔上塔作为最终洗涤液，确保原料气中碳黑含量1mg/Nm3。碳黑洗涤塔下塔为循环洗涤，洗涤水从下塔底抽出，经洗涤泵加压后，再经洗涤塔循环水冷却器降温至45返回碳黑洗涤塔下塔。从洗涤泵出口抽出一股（6.3MPa（A）、62）作为激冷水，经激冷水过滤器过滤后送到激冷管和碳黑分离器，出碳黑分离器的碳黑水进入碳黑水罐闪蒸，气体经冷却后去火炬系统，液体会合后由碳黑水泵抽出经换热器冷却后送至650#处理系统。同时对现有的650#装置进行改造，恢复原有筛下水罐V-652，设备重新防腐，疏通其进出口管线；原有螺杆泵进行更换，选用适合输送碳黑水的

28、自吸泵；原有砂滤器防腐，按照原砂滤器设计制造图要求，重新制造一台同样性能的砂滤器。过滤器出入口设置压差显示及报警并引入DCS；原有液位、压差等仪表恢复；作为应急措施，由P-652/657出口和砂滤器进出口新铺设一条排放管线到动力分厂干化场，管线伴热保温，干化场设置空气过滤毡，经过滤的污水排至污水处理场。来自气化烧嘴冷却水贮槽的热水195经烧嘴冷却水泵加压至约7.0MPa(A)，热水经过烧嘴冷却器冷却至190后去气化炉烧嘴的冷却水环管，冷却水环管对气化炉烧嘴具有冷却和保护的作用。5.1.3 合成气后续工序合成气装置后续工序流程同改造前。5.2 关键工艺参数的控制 天然气转化过程关键工艺参数一是氧

29、/天然气的体积比，二是反应温度。根据类似工程的实践经验，在蒸汽加入量变化不大的情况下，随氧/天然气比的升高，气化炉温度可随之升高，在较高温度下，反应速率加快，出口气中甲烷含量随气化炉温度升高而降低。天然气部分氧化反应应在较高的温度下进行，也就是说，在气化炉反应设备材质允许的条件下，温度愈高愈好。因此，在考虑甲烷的平衡含量、气化炉的热损失，在特定的气化炉和烧嘴条件下，应将反应温度确定在12501350之间。在实际运行操作中。由于考虑到拱顶受热辐射而超温的影响，实际操作温度常控制在1300以下。同时对合成气中有效气（CO+H2）含量而言，最佳氧/天然气比为0.600.64之间。合成气中氢气最佳值出

30、现氧/天然气比值0.600.64之间。一氧化碳随氧/天然气比的增加而增加。二氧化碳的含量随氧/天然气比的增加而降低。但也应注意到，一氧化碳含量的增加，可使有效气（CO+H2）保持较高的含量，这种由一氧化碳含量的增加带来的较高的有效气含量的方法是不可取的；当氧/天然气比大于0.64后，一氧化碳含量较高，但相对氢含量降低；同时，一氧化碳含量的升高，也会加重变换系统的负担，造成运行经济上的不可取。所以综合这两种情况，氧/天然气比值选取在0.600.64之间比较合适。在0.600.64时，气化炉温度约为12501320，此时出口气中甲烷含量约为0.90.32%，当气化炉温度为1300左右，即可保持气化

31、炉出口气中甲烷含量不大于0.5%。综上所述，在现有气化炉、天然气喷嘴、蒸汽加入量等条件下，气化炉入口氧/天然气比在0.600.64之间，气化炉炉温保持在12501300左右较好。6、原料供应本项目天然气经西气东输工程的输气管线送入界区。本项目天然气规格见表4。表4 天然气规格序号分析项目单位预测值设计值1CH4mol%94.2097.2095.9492C2H6mol%0.5801.1000.9083C3H8mol%0.0500.2000.1364iC4H10mol%00.0300.0075nC4H10mol%00.0306iC5H12mol%00.0207nC5H12mol%00.0208C6

32、H14mol%00.0209CO2mol%3.03.010总硫mg/Nm3202011H2O无游离水12低位热值kJ/ Nm331800328003505813温度环境温度25六、抽真空系统改造技术方案1、现有脂肪醇抽真空系统简介洗化厂羰基合成脂肪醇装置（800#）是从日本三菱油化公司引进的SHELL加氢甲酰化合成专利技术，1992年施工建设，1993年11月份投产。各真空喷射器都为单台设备，无备用设备。原真空系统基本数据如下：1.1 设备号：J-801 名称：脱气塔/蒸发器真空系统数量：1台用途：冷凝器及粗醇回收系统5级真空系统操作蒸汽压力：7.5Kg/mm2提供一台带有接触式冷凝器的5级蒸

33、汽喷射器。表5 生产2、3醇时参数级数从动流体估算流量（Kg/h）估算吸入压力KPa）估算排放压力（KPa）1级空气5.60.180.27非冷凝物（分子量18.9）17.2冷凝物（分子量135.7）87.52级空气0.20.27非冷凝物（分子量17.6）2.2冷凝物（分子量86.2）7.5注14级空气注21.47.335级大气表6 生产4、5醇时参数级数从动流体估算流量（Kg/h）估算吸入压力（KPa）估算排放压力（KPa）1级空气5.60.0140.20非冷凝物（分子量18.4）23.0冷凝物（分子量155）116.02级空气0.2非冷凝物（分子量17.2）1.8冷凝物（分子量39.2）1.

34、4注14级空气注21.47.335级大气注1： 2级处的物流必须来自1级的物流中（包括动力蒸汽）构成总流量进入第二级喷射器。注2： 4级处的物流必须加到来自3级的物流中（包括动力蒸汽）构成总 流量进第1级接触式冷凝器。注3： 假设所有在4级让游处第一级接触式冷凝器上冷凝的所有冷凝物包含有347KJ/Kg的潜在热量。注4： 第1，2级喷射器有蒸汽夹套。1.2 设备号： J-802名称：蒸发器开汽真空系统数量：1台用途：蒸发器开汽喷射器提供一台带有接触式冷凝器的4级蒸汽喷射器。第1级喷射器有蒸汽伴热。设计能力为6Kg空气，抽空能力为：按在抽空时最大的泄漏为1.0Kg/h时，在2小时将33立方米的填

35、充系统从起始的大气压力到最终的0.13KPa的压力。操作蒸汽压力：7.5Kg/mm21.3 设备号： J-841名称：轻馏份塔真空系统数量：1台 用途：轻馏份塔真空系统。 在第一级冷凝器前预冷凝器与各级之间放置带有接触式冷凝器的2级蒸汽喷射器系统。表7 生产2、3醇时参数从流体进入冷凝器流体空气，水，冷凝物构成成份空气：10千克/小时水 ：103.6千克/小时冷凝物：113.0千克/小时分子量160.6温度82估算入口压力绝对 KPa：9.07第1级喷射器估算吸入压力绝对 KPa：8.67 KPa第2级估算排放压力绝对 KPa：大气压表8 生产4、5醇时参数从动流体进入预冷凝器空气，水，冷凝物

36、构成成份空气：10千克/小时水 ：88.5千克/小时冷凝物：43.1千克/小时分子量189.9温度94估算入口压力绝对 KPa：9.21第1级喷射器估算吸入压力绝对，8.67 KPa第2级喷射器估算排放压力绝对 ：大气压注：假设不论在哪种情况，在第1级与第2级之间接触式冷凝器上冷凝的所有冷凝物都包含有347Kj/hr的潜热。操作蒸汽压力：7.5Kg/mm21.4 设备号： J-842名称：重馏份塔真空系统数量：1台用途：醇重馏份塔真空系统在各级之间配置一台带接触冷凝器的双级蒸汽喷射器。表9级数从动流体估算流量（Kg/h）估算吸入压力（KPa）估算排放压力（KPa）1级空气5.02.67冷凝物3

37、.02级大气压注:假设第1级与第2级之间在接触式冷凝器上冷凝的所有冷凝物包含有347KJ/Kg的潜热.操作蒸汽压力：7.5Kg/mm2J-801、 J-802 、J-841 、J-842真空喷射器的其他设计参数见表1017。2、技术改造方案2.1工艺技术方案的对比：1）通过两级气浮进行真空冷却水的除油，具体流程为：含油废水隔油破乳絮凝一级气浮二级气浮。此方案占地面积大，出水含油量为50150ppm，并需添加大量的药剂。2）通过聚结技术进行真空冷却水的除油，具体流程为：低剪切旋流除油斜板除油化学破乳高效聚结除油深层过滤，此方案占地面积较小，出水含油量为50ppm，也需添加药剂，但长周期运行有可能

38、存在问题。 以上两个方案根据中油有关对废水处理技术的要求，都需要做中试实验，且需要添加大量的药剂，运行成本高；仅对真空冷却水进行了除油，除油不彻底；对现有真空系统存在的问题没有进行整改。3）通过改造真空系统，将真空系统直接冷却方式改为间接冷却方式，彻底解决真空系统存在的问题，并彻底解决油水直接混合冷却的问题产生的环保问题。此方案不新增占地，运行成本低，除油彻底。2.2工艺技术方案的选定：通过详细的技术交流、论证和对比，本次改造拟采用将脂肪醇循环水直接接触冷却式蒸汽抽真空系统改造为循环水间接冷却式蒸汽抽真空系统，改造后将消除抽真空系统的安全隐患，避免产生高含油量的污水，彻底解决脂肪醇装置的环保隐

39、患问题。具体改造如下：1） J-801：脱氧器/蒸发器真空系统五级蒸汽喷射器真空系统由三台主喷射泵、一台主冷凝器管壳式冷凝器（立式安装放置）、两台蒸汽喷射泵、一台级间冷凝器（管壳式）、一台喷射器之后的冷凝器（管壳式）组成。净重：约12000kg （不包括冷凝器）2） J-802：蒸发器开汽真空系统四级蒸汽喷射器真空系统由两台主喷射泵、两台蒸汽喷射泵、两台级间冷凝器（管壳式，卧式安装放置）、一台喷射器之后的冷凝器（管壳式，卧式安装放置）组成。净重：约400kg（不包括冷凝器）3） J-841：轻馏份塔真空系统两级蒸汽喷射器真空系统由一台主冷凝器管壳式冷凝器（立式安装放置）、两台蒸汽喷射泵、一台级

40、间冷凝器（管壳式）、一台喷射器之后的冷凝器（管壳式）组成。净重：约50kg（不包括冷凝器）4）J-842：重馏份塔真空系统两级蒸汽喷射器真空系统由两台蒸汽喷射泵、一台级间冷凝器（管壳式）、一台喷射器之后的冷凝器（管壳式）组成。净重：约50kg（不包括冷凝器）5）将450m3/h填料式冷却塔改造成WGPL-450m3/h无填料喷雾冷却塔。本改造项目可以充分利用洗化厂内现有条件，不增加水、电、汽、燃料等公用工程系统，可在800#装置原抽真空系统位置上进行改造。3、改造主要内容及参数选择3.1 J-801：脱氧器/蒸发器真空系统设计数据: 工况2(最苛刻的工况，以下数据是100%处理能力)吸入压力：

41、0.15 mbar (0.015 kPa)吸入流体的流量：5.6 kg/h空气 23 kg/h 非冷凝物（分子量18.4） 116 kg/h 冷凝物（分子量155）第二级吸入流体的流量： 0.2 kg/h空气 1.8 kg/h 非冷凝物（分子量17.2） 1.4 kg/h 冷凝物（分子量39.2）第四级吸入流体的流量： 1.4 kg/h空气吸入温度：20（假定）排放压力：大气压公用工程：动力蒸汽：9 bar 绝压，饱和干气，每个蒸汽喷嘴入口处冷却水：30（最高）消耗数据：（针对140%设计能力）动力蒸汽：1-3级增压器：3900 kg/h 4-5级喷射器：450 kg/h 冷却水：主冷凝器：4

42、60 m3/h（3036）级间冷凝器：30 m3/h（3036）喷射泵之后的冷凝器：30 m3/h（3035）供货范围：三台主喷射泵：44/48，48/40和40/28主体材质：碳钢蒸汽喷嘴喉管：不锈钢1.4571；蒸汽喷射泵腔体材质：碳钢第1，2级主喷射泵有蒸汽夹套。两台蒸汽喷射泵：4和2主体材质：碳钢 和 GGG-40蒸汽喷嘴：不锈钢工程数据表（包括喷嘴和管子设计）：1台卧式管壳冷凝器，1400，管程长度7500mm壳程、管板和水管的材质均为碳钢管程3/4×BWG16 材质为不锈钢SS3045个6”的清洗喷头在壳程一侧1台级间管壳式冷凝器，406，管程长度3000mm壳程、管板和

43、水管的材质均为碳钢管程3/4×BWG16 材质为不锈钢SS3041台喷射器之后的管壳式冷凝器，324，管程长度2000mm壳程、管板和水管的材质均为碳钢管程3/4× BWG16 材质为不锈钢SS3043.2 J-802：蒸发器开汽喷射器真空系统设计数据: 抽真空系统抽空体积：33 m3抽空时间：2小时 （最大）起始压力：大气压最终压力：1.3 mbar (=0.13 kPa)排放压力：大气压抽空时的泄漏量：1 kg/h （最大）公用工程：动力蒸汽：10 bar 绝压，饱和干气，每个蒸汽喷嘴入口处冷却水：30（最高）消耗数据：动力蒸汽：1-2级增压器：119 kg/h3-4级

44、喷射器：115 kg/h 冷却水：主冷凝器：15.5 m3/h （324）另两台冷凝器：8.8 m3/h供货范围：两台主喷射泵：8/6和6/4主体材质：碳钢 和 GGG-40蒸汽喷嘴：不锈钢 1.4571第1级喷射器有蒸汽夹套。两台蒸汽喷射泵：21/2和11/4主体材质：碳钢 和 GGG-40蒸汽喷嘴：不锈钢 1.4571工程数据表（包括喷嘴和管子设计）：1台卧式管壳冷凝器，324，管程长度3000mm壳程、管板和水管的材质均为碳钢管程20×1.5 材质为不锈钢另2台管壳式冷凝器，273壳程、管板和水管的材质均为碳钢管程20×1.5 材质为不锈钢3.3 J-841：轻馏份塔

45、真空系统设计数据: 工况1(最苛刻的工况，以下数据是100%处理能力)吸入压力：90.7 mbar (9.07 kPa)吸入流体的流量：10 kg/h空气 103.6 kg/h 水蒸汽（分子量18） 113 kg/h 冷凝物（分子量160.6）吸入温度：82排放压力：大气压公用工程：动力蒸汽：10 bar 绝压，干气饱和，每个蒸汽喷嘴入口处冷却水：30（最高）消耗数据：（针对140%设计能力）动力蒸汽：1-2级喷射器：116 kg/h冷却水：主冷凝器：22.7 m3/h另两台冷凝器：8.5 m3/h供货范围：（针对140%设计能力）两台蒸汽喷射器：2和1主体材质：碳钢 和 GGG-40蒸汽喷嘴

46、：不锈钢工程数据表（包括喷嘴和管子设计）：1台立式管壳冷凝器，500，管程长度2000mm壳程、管板和水管的材质均为碳钢管程20x1.5 材质为不锈钢水喷嘴材质为不锈钢另2台管壳式冷凝器，273壳程、管板和水管的材质均为碳钢管程20x1.5 材质为不锈钢3.4 J-842：重馏份塔真空系统设计数据: 工况1(最苛刻的工况,以下数据是100%处理能力)吸入压力：26.7 mbar (2.67 kPa)吸入流体的流量：5 kg/h空气 3 kg/h 冷凝物（分子量160.6）吸入温度：70（假定）排放压力：大气压公用工程：动力蒸汽：10 bar 绝压，干气饱和，每个蒸汽喷嘴入口处冷却水：30（最高

47、）消耗数据：（针对140%设计能力）动力蒸汽：1-2级喷射器：88 kg/h冷却水：两台冷凝器：6 m3/h供货范围：（针对140%设计能力）两台蒸汽喷射器：2和1主体材质：碳钢 和 GGG-40蒸汽喷嘴：不锈钢工程数据表（包括喷嘴和管子设计）：2台管壳式冷凝器，219壳程、管板和水管的材质均为碳钢管程20×1.5 材质为不锈钢七、项目投资估算及主要工程量预计项目总投资6986万元，具体工程量及投资见下表：名称投资组成投资额（万元）备注工程费用设备投资2586主要材料1900循环水冷却塔改造450建筑安装工程1550设计费、建管费及其他费用380不可预见费120合计6986八、 实施

48、进度计划1、2012.12012.3完成项目建议2、2012.42012.7完成可行性研究报告3、2012.82012.12完成基础设计4、2013.12013.5 完成施工图设计九、项目建成后达到的效果该项目实施后，将解决羰基合成脂肪醇装置抽真空系统在正常生产中存在的不足，将有利于提高装置负荷，减少能耗、物耗，降低产品制造成本，每年可减少因真空故障停产、循环、降负荷等造成的200万元损失；同时也彻底解决油水直接混合冷却的问题产生的环保问题。此方案不新增占地，运行成本低，除油彻底，可确保装置长周期运行和平稳生产。表10.J-802真空喷射器设计参数表物料进口管径（英寸）物料出口管径（英寸）喷射

49、器外径（mm）蒸汽进口管径（英寸）蒸汽量（Kg/h）L1（mm）L2（mm）L3（mm）吸入口压力（KPa）J-802A86273.0，219.1，202.60.512.915503203000.13J-802B64219.1，114.30.549.111103092701.0J-802C21.5114.30.528.05301851807.47J-802D1.5176.20.547.338015515023.3L1是物料进口管中心到真空喷射器底部距离L2是物料进口管中心到真空喷射器顶部蒸汽进口管法兰面距离L3是物料进口管法兰面到真空喷射器中心线距离表11.J-802真空喷射器各级冷凝器设计参

50、数表N1（英寸）N2（英寸）N4（英寸）N5（英寸）N6（英寸）N3（英寸）蒸汽量（m3/h）直径（mm）冷却器长（mm）V-830A4×SCH402×SCH803×SCH403×SCH402×SCH804.78323.8×STD wall标准壁厚1305V-830B1.5×SCH1601.5×SCH1601.5×SCH1603×SCH401×SCH1603×SCH401.14168.3×SCH40710V-830C1×SCH1601.5×SCH1601.5×SCH1603×SCH401×SCH1603×SCH401.14168.3×SCH40710N1是物料入口管直径，N2是物料出口管直径，N3是物料接管入口管直径，N4是冷却水排出口管直径，N5视径直径，N6是冷却水入出口管直径表12.J-801真空喷射器设计参数表物料进口管径（英寸）物料出口管径（英寸）喷射器外径（mm）蒸汽进口管径（英