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    利用电石炉尾气生产甲醇和二甲醚.pdf

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    利用电石炉尾气生产甲醇和二甲醚.pdf

    彭 奕等利用电石炉尾气生产甲醇和二甲醚 13 利用电石炉尾气生产甲醇和二甲醚 彭奕 罗橙孙炳黄维柱四川天一科技股份有限公司成都610225 摘要 用电石炉尾气制甲醇、二甲醚工艺,生产技术、能耗指标达到国内先进水平。 关键词 电石尾气甲醇二甲醚 用封闭炉生产电石,电石炉尾气除含有丰富 的一氧化碳70%~90%外,还含有氢气2% 一10%,甲烷2%一4%,氧气0.4%一2% 和硫、磷、砷、氟、氰化物、氮氧化物等约二十 种成分。如何对电石炉尾气进行有效净化,使净 化气满足甲醇合成工艺对微量杂质的要求,是电 石炉尾气生产甲醇工艺的关键技术瓶颈。由于尾 气处理困难,国内电石生产企业大多将尾气直接 放空或点燃排放,造成严重的环境污染和资源浪 费,也不符合我国“能源中长期规划纲要”精神。 国家发改委已把电石炉尾气的净化与资源利用列 入了重大产业技术开发专项。以电石炉尾气为基 础原料,发展甲醇、二甲醚等清洁能源产品和其 他有机化工产品。 由四川天一科技股份有限公司提供专有技术 和工程设计的茂县鑫新能源有限公司以电石炉尾 气和氯酸钠尾气生产80kt/a甲醇、50kt/a二甲醚 装置已于2014年5月投产。装置运行稳定,各项 技术指标达到设计要求。 结合项目介绍电石炉尾气利用的工艺技术方 案和实施情况。 1 工艺流程 图1为该厂以电石尾气为原料生产甲醇的流 程。电石尾气从气柜出来经增压后进入湿法粗脱 硫系统,粗脱硫采用PDS碱溶液,脱硫富液采用 喷射再生,脱除HS后的电石尾气去尾气压缩机。 压缩到1.5MPa去变温吸附、变压吸附脱除杂质, 然后再去精净化系统,进一步脱除杂质以满足生 产甲醇合成气的要求。精净化包括干法精脱硫、 脱砷、脱氧等步骤。电石尾气经过精净化,将有 害组分脱除到满足甲醇合成的要求后配入氢气, 图1 电石尾气生产甲醇工艺流程框图 压缩到5.4MPa去甲醇合成系统。生产出的粗甲 醇,精馏后得到甲醇产品或者脱水生成二甲醚。 本项目二甲醚生产采用四川天一科技专利技术甲 醇催化脱水反应法合成二甲醚,主要包括原料甲 醇汽化、脱水反应、冷凝洗涤、精馏提纯。 甲醇合成排放的弛放气经变压吸附提氢装置 回收氢气,返回系统作原料。变压吸附提氢装置 的解吸气去精净化系统的变温吸附装置做再生气。 2工艺参数 该项目电石尾气主要成分见表1。 表1电石尾气组成 V% 项目 CO H 2 CO2 0 2 N2 CH 4 含量80 3.9 4 0.8 10 1.0 其中还含有有害杂质硫、磷、砷、氟、氰化 物等,组成参见表2。 表2数据表明,电石尾气中含有大量对甲醇催 化剂有影响的有毒组分,直接用来合成甲醇会导 致催化剂中毒。本项目采用四川天一科技专有的 }彭奕高级工程师。1993年毕业于四川轻化工学院有机化工专业。一直从事工艺设计和项且管理工作。联系电话 028 85963543,Emaitkeetianke.corn。 14 CHEMICAL ENGINEERING DESIGN 化工设计2014,246 TSA和PSA的净化方法,结合专用脱硫脱砷脱氧 剂精净化等多种净化方法,使组份复杂的原料气 有效地得到净化。净化后的原料气杂质含量总硫 ≤0.Ippm,氧含量≤O.1%,硫、磷、氰化物、氮 氧化物0.1ppm,砷5ppb,氯、羰基化合物 0.01ppm。净化后的气体组成达到了生产甲醇、二 甲醚的要求。 本项目还采用了系统废气综合利用技术,将 系统正常排放的废气全部通过高、低压燃料管网 去废气锅炉作燃料。当生产精甲醇时,废气燃烧 产生的蒸汽加上甲醇合成汽包产生的蒸汽为19.4t, 生产装置蒸汽用量为19.2t,蒸汽平衡;当生产二 甲醚产品时,产生的蒸汽为l9.7t,装置蒸汽用量 为11.9t,可对外界提供1.6MPa约8t的富余蒸汽。 在装置调试或运行负荷很低时,用电石炉尾气作 为补充燃料气,保证废气锅炉产生蒸汽的稳定性, 3装置能耗 为便于比较,以生产精甲醇产品能耗说明装 置情况。 3.1能源消耗量 该项目甲醇生产能源年消耗量 1电石尾气年消耗量8.38810 Nm ,折 标煤系数0.3579 kgce/Nm ,能耗30021 tee。 2氯酸钠尾气年消耗量l1.88010’Nm , 折标煤系数0.3404kgce/Nm。,能耗40440 tce。 3新鲜水年消耗量8.4410 t,折标煤系 数0.0857kgee/t,能耗72 tce。 4电该电耗包括公用工程用电,为全厂 电耗年消耗量7.2010 kWh,折标煤系数 0.1229kgce/kWh,能耗8849 tce。 甲醇项目单位产品能耗量计算79381tee 80000t0.9923tee/t,产品能耗29.O5GJ/t,吨甲 醇产品耗标煤为0.9923t。 3.2能耗指标分析 由于国内目前暂无同类型生产装置运行,只 能与国内目前已有的其他原料甲醇装置的能耗进 行横向比较,部分甲醇装置的运行能耗见表4。 表4国内部分甲醇装置能耗数据 GJ/t 生产厂家 能耗 以天然气为原料的大型厂 以天然气为原料的中小型厂 以煤为原料的大型厂 以煤为原料的中小型厂 以焦炉气为原料的中小型厂 29 34 3540 455O 5O一6O 3845 由以上数据可以知道,本项目的单位产品能 耗处于国内领先水平。 4结语 本项目总投资2.7亿元,生产二甲醚产品利润 率为30%,动态投资回收期税前为4.5年, 经济效益可观。因为是废气回收利用,经济效应 和社会效应都很显著。 本项目投产后,装置一直稳定运行,各项工 艺指标均达标,由此可见 1采用现有专利技术,可以将富含多种对甲 醇合成催化剂有毒物质的电石炉尾气净化达标, 满足甲醇合成要求。 2装置能耗达到国内领先水平,具有很好的 经济效益。 3本项目采用的电石炉尾气制甲醇、二甲醚 全套工艺技术,技术先进,稳定可靠。 收稿日期20140928

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