炼化企业二氧化碳捕集技术的流程模

1、炼化企业二氧化碳捕集技术的流程模拟优化培训总结运行部文庆革7月18日至7月30日，我参加了在石化管理干部学院举办的“炼化企业二 氧化碳捕集技术的流程模拟优化培训班”。这次培训共有来自九家兄弟企业的十 四人参加。培训重点是炼化生产企业排放的二氧化碳捕集技术，包括溶剂吸收、 固体吸附、膜分离、流程模拟优化和经济评价及Aspen Plus流程模拟软件操作。 本次培训由中国石化总裁办公室高级顾问、美国弗吉尼亚理工学院暨州立大学化 学工程系刘裔安教授授课。一、主要培训内容：（一）、Aspen Plus流程模拟软件学习学习了简单模型的建立方法，练习了流程图制作，基础数据录入（包括参数 设置，组分、物性数据

2、、物流数据、设备块选用方法），模拟计算及数据修正直 全计算收敛。学会查看计算结果并分析计算产生的预估值是否合理或与实际工况 工艺参数进行比较，检查模拟计算效果。（二）、主要的CO2捕集技术1、基于溶剂吸收的CO2捕集技术包括物理溶剂吸收和化学溶剂吸收。物理溶剂吸收靠CO2在溶剂中的溶解度，高温低压操作，CO2的分压较高，高 于10大气压，溶剂再生能耗较低，物理溶剂吸收主要有聚乙二醇二甲醚物理溶 剂法（Selexol法）和低温冷冻甲醇物理溶剂法（Rectisol法）。化学溶剂吸收靠CO2与溶剂间的化学反应，CO2的分压较低，1至2个大气压， 溶剂再生能耗高，主要是胺化合物吸收，包括MEA法（单乙

3、醇胺）、MDEA法（甲基 乙二醇胺）、热钾碱法等。MEA法以MEA水溶液为主体，配入了一定量的活性胺、抗氧化剂、缓蚀剂， 组成复合胺溶液回收低分压二氧化碳。活性胺与二氧化碳反应不形成稳定的氨基 甲酸盐，其最大吸收容量为1molCO/mol胺。典型案例有华能集团北京热电厂23000吨/年CO2捕集示范装置。对于已有的燃煤电厂，一般都采用低分压回收CO2 的方法进行CO捕集。2热钾碱法采用25%30%的K2CO水溶液吸收CO。由于K2CO具有强碱性，与323CO反应生成的KHCO在减压和加热时可释放出CO ,重新生成K2CO ,因而可循环 2323使用。热钾碱法通常会在溶液中加入活化剂以促进CO2

4、的吸收，因此也称为活化 热钾碱法。热钾碱脱碳技术经过近几十年的发展，其应用范围已从最初的化肥行 业领域向石化、煤制油、天然气行业领域进行拓展。2、基于固体吸附剂吸附的CO2捕集技术工作原理是利用固态吸附剂对原料混合器中CO2的选择性、可逆吸附作用来 分离回收CO2。吸附剂在高温（或高压）时吸附CO2，降温（或降压）后解析CO2, 通过周期性的温度（或压力）变化，从而使CO分离出来。23、基于膜分离法的CO2捕集技术膜分离法是利用某些聚合材料制成的薄膜对不同气体具有不同渗透率来选 择分离气体的。膜分离的驱动力是膜两侧的压差，在压差条件下，渗透率高的气 体组分优先透过薄膜，形成渗透气流，渗透率低的

5、气体则在薄膜进气侧形成残留 气流，两股气流分别引出从而达到分离的目的。（三）、不同工艺选择不同净化技术根据CO不同的分压及气源条件，选择不同的净化方法。21、气源为低分压CO2气体，通常为CO2分压小于0.1 MPa的混合气体，如燃煤电 站烟气、石灰窑气、甲醇厂烟道气等，选择低分压CO2回收技术。2、CO2分压较高，选择物理吸收法或MDEA法为宜。如用于整体煤气化联合循环 电站（IGCC）中。3、气源含烃量较高，尤其是C2以上烃，选热钾碱脱碳法或MDEA法。二、培训收获及建议：通过培训我基本了解了炼化企业目前和开发中的二氧化碳捕集技术，学习了 Aspen Plus流程模拟软件操作方法,通过上机

6、练习，熟悉了流程模拟软件操作， 完成了多种二氧化碳捕集技术全流程的模拟和优化，包括：1、低分压烟气应用复合胺化学法吸收二氧化碳的技术。2、德国Lurgi公司开发的应用于煤化工化肥过程中高分压排放气的冷冻甲醇吸 收二氧化碳和二氧化硫的Rectisol技术。3、美国前联碳公司（现陶氏化学公司）开发的应用于高分压排放气的聚乙二醇二 甲醚吸收二氧化碳的Selexol技术。通过这些二氧化碳捕集技术全流程的上机模拟实验，基本掌握了 Aspen Plus 流程模拟软件的使用，提高了理论和实际应用水平，为今后开展流程模拟应用打 下了基础。刘裔安教授在授课过程中还就CO捕集技术的示范应用简单做了经济评价，2认为成本很高，指出了现有CO捕集技术应用的局限性，主要有：21、目前所有商用CO2捕集技术均未经过大规模工业示范成功应用。2、用来支持CO捕集技术应用所添加的电力和水蒸气公用工程消耗通常会降低2燃煤电厂发电能力的三分之一。3、若目前和开发中的CO2捕集技术能成功地大规模应用，投资成本和操作费用 都不符合成本效益。长岭分公司生产加工过程中产生的CO2主要存在于脱