閃蒸汽甲醇回收初步方案

兗礦國宏化工有限公司閃蒸汽甲醇回收實施方案兗礦國宏化工有限公司2011年3月16日1/11TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、合成裝置閃蒸汽甲醇回收項目的必要性 5\o"CurrentDocument"二、合成裝置閃蒸汽甲醇回收項目改造的主要內(nèi)容 5\o"CurrentDocument"三、主要經(jīng)濟技術(shù)指標、項目最終目標 5\o"CurrentDocument"四、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點 6\o"CurrentDocument"五、技術(shù)路線 7\o"CurrentDocument"六、技術(shù)、經(jīng)濟可行性及可靠性分析 8\o"CurrentDocument"七、對安全、環(huán)境、健康的影響性分析 8\o"CurrentDocument"八、現(xiàn)有基礎(chǔ)、技術(shù)條件，保證體系 9\o"CurrentDocument"九、經(jīng)濟和社會效益分析 9\o"CurrentDocument"十、項目實施進度計劃 10\o"CurrentDocument"十■、經(jīng)費計劃 102/11一、合成裝置閃蒸汽甲醇回收項目的必要性近年來，國家越來越重視節(jié)約資源和保護環(huán)境工作，大規(guī)模開展了節(jié)能減排工作?！逗铣裳b置閃蒸汽甲醇回收》正是在這種可持續(xù)發(fā)展的前提下提出的新課題。甲醇合成裝置中甲醇在從甲醇分離器減壓至甲醇閃蒸槽的過程，是一個從高壓（設(shè)計壓力7.5MPa,現(xiàn)操作壓力6.0MPa）減壓至低壓（操作壓力0.4MPa）的物理過程，減壓后，氣體溶解度下降，會有大量的氣體閃蒸出來，主要成分是CO2（18%）、H2（29%）、N2（21%）、CH3OH（7%），根據(jù)一般經(jīng)驗公式計算：在壓力0.4MPa、溫度40℃情況下，每噸粗甲醇一般可產(chǎn)生閃蒸氣40Nm3,閃蒸氣中甲醇含量為6.95mol%,年產(chǎn)50萬噸甲醇裝置，每小時生產(chǎn)的粗甲醇流量86.5噸，產(chǎn)生閃蒸氣量大約3460Nm3/h。而設(shè)計院給出的閃蒸汽設(shè)計數(shù)據(jù)只有353Nm3/h,由于設(shè)計計算錯誤，甲醇閃蒸槽V2002閃蒸出來的甲醇氣沒有回收裝置，其閃蒸出的甲醇白白浪費掉，根據(jù)目前的實際運行情況（閃蒸槽壓力0.4MPa、溫度40℃）和流量指示，閃蒸氣量大約在5000?6000Nm3/h,通過取樣分析，測定閃蒸氣中的甲醇含量大約占7%（體積比）。因此：取閃蒸氣平均值5500Nm3/h計算，在40℃時，閃蒸氣夾帶的甲醇為3/11550ox7%x32=550Kg/h；每年損失甲醇為550X8000=4400000kg22.4大約為4400噸。且隨著生產(chǎn)周期的加長，甲醇水冷器出口溫度高出設(shè)計值許多，閃蒸出來的甲醇會更多。會造成更大的浪費，而且閃蒸氣甲醇排到火炬去，一方面浪費，另一方面存在很大的安全隱患。二、合成裝置閃蒸汽甲醇回收項目改造的主要內(nèi)容㈠新增一套閃蒸汽甲醇回收裝置，閃蒸汽洗滌后，經(jīng)原管線送往硫回收焚燒爐用作燃料或去火炬燃燒。㈡洗滌后的甲醇水溶液送至原裝置閃蒸槽甲醇管線，送往精餾工序精餾。三、主要經(jīng)濟技術(shù)指標、項目最終目標㈠原料氣條件流量：4000?5000Nm3/h（因甲醇水冷器溫度高，目前實際氣量約7000Nm3/h,考慮甲醇裝置擴產(chǎn)及水冷器溫度，最大放空氣量為9000Nm3/h,建議按8000Nm3/h供貨。溫度：40℃壓力：0.4MPa組成（平均值v/v,%）：組成H2CO2CON2CH3OHARCH4XV%29.4818.145.6521.886.957.759.4199.264/11另外含有微量的水、乙醇等。元月份氣體實際組成區(qū)間統(tǒng)計組成H2CO2COCH3OHN2ch4X最低?最高V%23.3?28.618.3?20.65.2?6.78.2320.3?23.29.3?11.5㈡通過閃蒸汽回收系統(tǒng)，大大降低氣相中甲醇含量，經(jīng)過閃蒸汽回收塔后氣相中甲醇含量W0.03%(V)，全塔壓力降^0.03MPa。㈢閃蒸汽經(jīng)回收塔將甲醇洗滌，甲醇水溶液經(jīng)閃蒸槽甲醇管線送入精餾系統(tǒng)?；厥占状嫉臐舛热?5%(W),板效率三85%。四、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點閃蒸汽甲醇回收塔的中下部是高效復合塔板，板效率三85%,設(shè)備的上部是高效除霧裝置，保證出口氣中不帶水，不帶醇。甲醇回收系統(tǒng)就是在回收塔上部進入脫鹽水用于洗滌閃蒸汽，降低閃蒸汽中的甲醇含量，使其出口氣相中甲醇含量W0.03%?)。任何工況條件下，甲醇都是以三種形態(tài)存在的，即液態(tài)甲醇、霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇。不同工況條件下，三種狀態(tài)的甲醇分別所占的比例不同。壓力越高，霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇的含量越低。溫度越低，霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇的含量越低。在5/115.0Mpa、35℃工況下，霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇在氣體中的含量在1.0%—1.3%的范圍內(nèi)。在0.5Mpa、35℃工況下，氣態(tài)甲醇在氣相中的含量為6.5%。在0.2Mpa、35℃工況下，氣態(tài)甲醇在氣相中的含量為14%。傳統(tǒng)的機械式分離器包括超濾式分離器在內(nèi)統(tǒng)稱為慣性分離器，只能分離液態(tài)甲醇，不能分離霧狀甲醇，更不能分離氣態(tài)甲醇。要想徹底地分離霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇只能采用吸收法，最好的吸收劑是水，利用甲醇和水可以任意比例互溶的性質(zhì)，用水吸收霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇，使其變成甲醇水溶液，徹底全部分離下來。利用水吸收甲醇進行分離，不會對原工況條件產(chǎn)生任何負面影響，百利而無一害，是一個最佳方案。五、技術(shù)路線閃蒸汽甲醇回收系統(tǒng)的工藝流程簡單，可分為氣相和液相兩部分。出甲醇閃蒸槽的甲醇閃蒸汽（5000NM3/h,0.4MPa（G）,40℃）進入閃蒸汽回收塔下部，在該塔中，閃蒸汽用脫鹽水洗滌（0.65MPa,40。C）,以降低閃蒸汽中甲醇含量，洗滌后的閃蒸汽經(jīng)回收塔頂高效除沫器分離后進入閃蒸汽管線經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥PV2006控制后去燃料或火炬管網(wǎng)。洗滌用的脫鹽水來自界區(qū)，自回收塔上部進入，設(shè)有流量控制，在塔內(nèi)塔板與閃蒸汽充分接觸后，變?yōu)楹状迹状?/11的濃度三65%（W）），經(jīng)液位控制閥后并入甲醇閃蒸槽甲醇管線去精餾系統(tǒng)。整個回收系統(tǒng)操作十分穩(wěn)定、簡單，一次調(diào)節(jié)好后，就無需專人再操作。設(shè)備設(shè)計合理，可長周期運行五年以上，無需檢修，檢修也只需蒸氣熱洗。利用水吸收甲醇進行分離，不會對原工況條件產(chǎn)生任何負面影響，百利而無一害，是一個最佳方案。為保證回收塔的操作壓力但又減少投資，考慮回收塔與閃蒸槽串聯(lián)在PV2006閥前，用原有的閃蒸汽壓力控制閥控制回收塔的壓力。在回收系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，通過關(guān)閉回收塔進出口閥等將回收系統(tǒng)隔離，不會影響大系統(tǒng)運行?；厥账撞康暮状伎紤]送至閃蒸槽甲醇管線LV2004閥后，不必另設(shè)管道。簡單的流程示意圖如下（虛線框內(nèi)為賣方供貨范圍，以P&ID中的界區(qū)條件為準，即賣方提供所附P&ID中的所有內(nèi)容）:7/11

六、技術(shù)、經(jīng)濟可行性及可靠性分析甲醇合成裝置閃蒸汽為常量放空氣體，目前流量5500Nm3/h、壓力0.4MPa、溫度42℃,氣體中甲醇含量達到8%,具有回收價值。閃蒸汽回收裝置在國內(nèi)技術(shù)成熟，已成功應(yīng)用多個廠家，經(jīng)調(diào)研河南中原大化、河南義馬氣化廠等已采用該技術(shù)回收閃蒸汽甲醇運行二年以上，效果明顯。通過技術(shù)交流，認為該技術(shù)可以用于閃蒸蒸汽甲醇回收。七、對安全、環(huán)境、健康的影響性分析8/11閃蒸汽甲醇回收系統(tǒng)操作十分穩(wěn)定、簡單，一次調(diào)節(jié)好后，就無需專人再操作。設(shè)備設(shè)計合理，可長周期運行五年以上，無需檢修，裝置運行的穩(wěn)定性高。且在回收系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，可以整體切出，不影響大系統(tǒng)正常運行。經(jīng)確認新增裝置區(qū)安全距離滿足要求，預留地方滿足新增量要求，裝置的運行不會造成新的環(huán)境污染，無“三廢”產(chǎn)生。閃蒸氣通過裝置回收甲醇后，放空量降低，并大大減少甲醇帶到火炬，比原有工藝極大地減少了對環(huán)境的影響，另一方面也消除了重大的安全隱患。裝置位置示意圖:八、現(xiàn)有基礎(chǔ)、技術(shù)條件、保證體系甲醇合成裝置閃蒸汽原設(shè)計是送往熱電鍋爐作為燃料，或9/11放至火炬燃燒處理，閃蒸汽中甲醇不回收，但實際運行發(fā)現(xiàn)設(shè)計院給出的閃蒸汽設(shè)計數(shù)據(jù)只有353Nm3/h,由于設(shè)計計算錯誤，甲醇閃蒸槽V2002閃蒸出來的甲醇氣氣量比設(shè)計值多出10倍，隨著甲醇水冷器出口溫度的升高，閃蒸汽量還會進一步增大，損失的甲醇會更多，且對環(huán)境影響也比較大。改造后將閃蒸汽中的甲醇洗滌回收，增加甲醇產(chǎn)量。在技術(shù)方面，公司先前做了大量的調(diào)研好技術(shù)工作，已經(jīng)初步具備掌控該項技術(shù)的能力，同行業(yè)已經(jīng)通過改造達到較好效果，我公司通過交流可以采用更先進回收塔保證回收效果。九、經(jīng)濟和社會效益分析對閃蒸汽甲醇進行回收，可實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，一方面可以提高甲醇的產(chǎn)量，降低成本，增加經(jīng)濟效益，另一方面可以減少環(huán)境污染。按閃蒸氣5500Nm3/h計算，在40℃時，閃蒸氣夾帶的甲醇為550°x7%x32=550Kg/h；每年回收甲醇為550X22.48000=4400000卜8，大約為4400噸。甲醇按2600元/t計，每年可增加經(jīng)濟收入2600X4400=1144萬元。設(shè)備折舊按5年計算，運行費用包括脫鹽水、維護費用及其他按每小時0.03萬元計算，年降低生產(chǎn)成本：1144-8000X0.03-90/5=886萬元。該項目的實施對于系統(tǒng)擴產(chǎn)和節(jié)能降耗具有重大意義，生產(chǎn)成本的進一步降低，將