利用电石炉尾气生产甲醇和二甲醚.pdf

2014,24(6)
彭奕等利用电石炉尾气生产甲醇和二甲醚
13
ンの合
设计
技术
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磁
用封闭炉生产电石,电石炉尾气除含有丰富
净化的氯酸钠凡气H2
的一氧化碳(70%~90%)外,还含有氢气(2%
10%),甲烷(2%~4%),氧气(0.4%~2%)
电石尾气预
原料气精
咲台压
和硫、磷、砷、氟、氰化物、氮氧化物等约二十
净化
净化
种成分。如何对电石炉尾气进行有效净化,使净
二甲し」に甲合成?地放SA
化气满足甲醇合成工艺对微量杂质的要求,是电
产品罐
与精馏
循环气
石炉尾气生产甲醇工艺的关键技术瓶颈。由于尾
甲醇
气处理困难,国内电石生产企业大多将尾气直接
二甲
车
精甲醇
放空或点燃排放,造成严重的环境污染和资源浪
车台产品罐精
合成
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
图1电石尾气生产甲醇工艺流程框图
人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压缩到5.4MPa去甲醇合成系统。生产出的粗甲
他有机化工产品。
醇,精馏后得到甲醇产品或者脱水生成二甲醚。
由四川天一科技股份有限公司提供专有技术本项目二甲醚生产采用四川天一科技专利技术甲
和工程设计的茂县鑫新能源有限公司以电石炉尾催化脱水反应法合成二甲醚,主要包括原料甲
气和氯酸钠尾气生产80kレa甲醇、50ktaこ甲醚
醇汽化、脱水反应、冷凝洗涤、精馏提纯。
装置已于2014年5月投产。装置运行稳定,各项
甲醇合成排放的弛放气经变压吸附提氢装置
技术指标达到设计要求。
回收氢气,返回系统作原料。变压吸附提氢裝置
结合项目介绍电石炉尾气利用的工艺技术方的解吸气去精净化系统的变温吸附装置做再生气。
案和实施情况。
2工艺参数
1工艺流程
该项目电石尾气主要成分见表1。
图1为该厂以电石尾气为原料生产甲醇的流
表1电石尾气组成
(V%)
程。电石尾气从气柜出来经增压后进入湿法粗脱
项目
H
COっ
N
CHA
硫系统,粗脱硫采用PDS碱溶液,脱硫富液采用
含量80
3.9
4
0.8
1.0
喷射再生,脱除H2S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
其中还含有有害杂质硫、磷、砷、氟、氰化
然后再去精净化系统,进一步脱除杂质以满足生物等,组成参见表2。
产甲醇合成气的要求。精净化包括干法精脱硫、
表2数据表明,电石尾气中含有大量对甲醇催
脱砷、脱氧等步骤。电石尾气经过精净化,将有化剂有影响的有毒组分,直接用来合成甲醇会导
害组分脱除到满足甲醇合成的要求后配入氢气
致催化剂中毒。本项目采用四川天ー科技专有的
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目管理工作。联系电话:(028
85963543E-mai.tkec@tianke.com
14
CHIEMICAL ENGINEERING DESIGN
化工设计2014,24(6)
表2电石尾气有害物质组成
项目
硫化氢H2S
羰基硫CO
二硫化碳CS2
噻芬C4H4S
硫醇RSH
氢HCN
my/Nm
(mg/Nm2)
(mg/Nm)
(mg/Nm)
(ppm)
20
20
磷化氢PHB
苯C6H6
氨NH3
氮氧化物
粉尘
C2H2
项目
(ppm)
ppm)
(ppm)
( mg/Nm.
含量
20
110
30
微量
E P4
项目
氟化氢HF
砷化氢ASH
( mg/Nm
煤焦油
羰基化合物
硫醚RSR
(ppm)
含量
2
微量
微量
微量
TSA和PSA的净化方法,结合专用脱硫脱砷脱氧80000=0.992te/t,产品能耗29.05CJ/t,吨甲
剂精净化等多种净化方法,使组份复杂的原料气醇产品耗标煤为0.9923t。
有效地得到净化。净化后的原料气杂质含量总确3.2能耗指标分析
≤0.1ppm,氧含量≤0.1%,硫、磷、氰化物、氮
由于国内目前暂无同类型生产装置运行,只
氧化物<0.1pm,种<5pb,氯、羰基化合物<能与国内目前已有的其他原料甲醇装置的能耗进
0.01ppn。净化后的气体组成达到了生产甲醇、二行横向比较,部分甲醇装置的运行能耗见表4。
甲醚的要求。
本项目还采用了系统废气综合利用技术,将
表4国内部分甲醇装置能耗数据(GJ/t)
系统正常排放的废气全部通过高、低压燃料管网
生产厂家
能耗
去废气锅炉作燃料。当生产精甲醇时,废气燃烧
以天然气为原料的大型厂
产生的蒸汽加上甲醇合成汽包产生的蒸汽为19.4t,
以天然气为原料的中小型厂
生产装置蒸汽用量为19.2t,蒸汽平衡;当生产二
以煤为原料的大型厂
甲产品时,产生的蒸汽为19.7t,装置蒸汽用量
以煤为原料的中小型厂
为1,9t,可对外界提供1.6MPa约8t的富余蒸汽。
以焦炉气为原料的中小型厂
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,
由以上数据可以知道,本项目的单位产品能
3装置能耗
耗处于国内领先水平。
为便于比较,以生产精甲醇产品能耗说明装4结语
置情况。
本项目总投资2.7亿元,生产二甲醚产品利润
3.1能源消耗量
率为30%,动态投资回收期(税前)为4.5年,
该项目甲醇生产能源年消耗量:
经济效益可观。因为是废气回收利用,经济效应
(1)电石尾气年消耗量8.388×107Nm3,折和社会效应都很显著。
标煤系数0.3579kgc/Nm3,能耗30021te。
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
(2)氯酸钠尾气年消耗量11.88×107Nmi
(1)采用现有专利技术,可以将富含多种对甲
折标煤系数0.3404kgce/Nn23,能耗40440tce。
醇合成催化剂有毒物质的电石炉尾气净化达标,
(3)新鲜水年消耗量8.44x103t,折标煤系满足甲醇合成要求。
数0.0857kgce/t,能耗72tce。
(2)装置能耗达到国内领先水平,具有很好的
4)电(该电耗包括公用工程用电,为全厂经济效益。
电耗)