资源回收在我厂的应用

2013-04-09 23:42窦怀云
化工设计通讯 2013年1期
关键词:羰基化净化系统溴化锂

窦怀云

(兖矿鲁南化肥厂,山东滕州 277527)

兖矿鲁南化肥厂主要产品为,550kt/a 尿素、200kt/a甲醇、100kt/a醋酐。近年来,由于效益问题、环保压力,企业在发展的过程中特别注重节能降耗、清洁生产,积极回收利用生产系统的废水废气,创造了较好的经济效益。

1 放空尾气回收利用

我厂生产放空气体主要有净化脱碳闪蒸气、甲醇膨胀槽膨胀气、羰基化生产酸酐系统排放尾气等,大量的放空,既浪费资源,又污染环境。

1.1 羰基化系统高压尾气

(1)工艺现状

羰基化生产系统的放空气体主要有高压气体、低压气体。高压气体是羰化反应釜出来的气体,原工艺是去高压吸收塔用吸收剂吸收,再经吸附器吸附碘甲烷后,放空去火炬燃烧,放空量大约470m3/h。

(2)改造方案

将高压吸收塔出来尾气,利用原有的高压吸附器作为缓冲罐,设置高压压缩机,将高压尾气由2.5MPa加压至4.0~4.2MPa,与原料CO管线联通,返回反应釜循环利用。如生产系统波动或压缩机出现异常,高压尾气可以通过原工艺流程去火炬系统。

1.2 羰基化系统低压尾气

(1)工艺现状

羰基化低压尾气是低压脱轻塔出来的气体,在低压吸收塔用吸收剂吸收后,压力为0.18~0.20MPa。如果系统压力较低,工艺上无法再回用,直接放空去火炬燃烧,此部分放空量约1 000m3/h。

(2)改造方案

我厂根据现有生产设备及工艺,决定合理利用现有的吹风气锅炉,将低压尾气回收至锅炉进行焚烧,副产蒸汽供系统使用。具体措施为,利用原厂区的闲置管线,将尾气单独引至1#吹风气锅炉入口总管,进入锅炉燃烧。原有工艺流程在吹风气锅炉检修或系统异常时紧急备用。

1.3 净化系统尾气

(1)工艺现状

净化系统脱碳闪蒸气原设计是通过压缩机加压供系统再利用,但随着合成氨和甲醇产能扩张,脱碳闪蒸气量逐渐增大,由于压缩机打气量限制,同时生产中为了控制脱碳闪蒸槽的运行压力,部分闪蒸气必须放空,放空量约6 000m3/h。

甲醇净化系统甲醇膨胀槽的膨胀气,因压力低无法回收至系统,放空量150~300m3/h。

(2)改造方案

对净化系统脱碳闪蒸气及甲醇膨胀槽膨胀气分别设置管道进行回收,然后汇集进入一总管,至1#吹风气锅炉原入口总管上。为了防止系统串气及安全,在入炉的总管前,净化尾气和醋酐尾气管上分别设置了止回阀及切断阀。

2 高温废水回收利用

2.1 工艺现状与技改选择

生产系统高温废水主要有蒸汽冷凝液、净化系统变换冷凝液、尿素解吸废液等,这些废水温度一般在110℃左右,原生产采取现场排放,进入净化水厂,不仅增加了净化水厂的处理负荷及费用,也浪费了大量的热能;同时,由于生产所需新鲜水不足,需采集地下水,公司需要花费大量的水资源费用。

经过对生产系统的调研,尿素二段蒸发表面冷凝器、合成冷排、净化Ⅱ贫液水冷器等设备一次水用量欠缺且热负荷过高,采用一次水冷却效果不好,对生产负荷及生产稳定造成很大影响,决定采取制冷工艺,并利用高温废水热能。

我公司采用江苏双良的溴化锂吸收式冷水机组,机组以制取5~8℃的冷水为目的,改种机型以水为制冷剂、溴化锂溶液为(热能)吸收剂。

2.2 工艺改造

正常生产条件下,甲醇精馏和尿素系统蒸汽冷凝液(125 ℃、0.2~0.3 MPa)最大流量为106t/h,尿素界区第二解吸塔出来的解吸废液(精制水)(140℃、0.4MPa)最大流量为80t/h,分别进入蒸汽冷凝液溴机和精制水溴机,与发生器中的介质(溴化锂溶液)进行热交换,温度均降为80℃。精制水溴机热利用后的精制水一路并入循环水回水中;另一路由精制水回流泵加压,经由喷射混合器后,并入精制水入口,来调节进入机组精制水温度、流量。蒸汽冷凝液溴机热利用后的蒸汽冷凝液进入冷凝液槽,稳流后冷凝液一路由锅炉水泵加压至2.2MPa送至锅炉水管网,供工艺废热锅炉使用;另一路由冷凝液回流泵加压,经由喷射混合器后,并入蒸汽冷凝液入口,来调节进入机组蒸汽冷凝液温度、流量。溴机所用冷却水均来自循环水系统。

两台溴机蒸发器冷量以冷水形式输出,冷水总量为900m3/h左右。

3 改造后的运行及效益

3.1 溴化锂机组运行效益

溴化锂机组投入运行后,其冷水代替部分一次水供系统使用。

我厂的一次水使用后最终进入三次水管网,作为除盐水站和各循环水系统补水,其中,除盐水站用量约400m3/h,循环水补水约300m3/h,最终富余近560m3/h。溴化锂机组投用后,三次水富余量仅为40m3/h,并在很大程度上节约了一次水,更解决了三次水严重富余的难题。同时,原采用一次水冷却的用户总用水量约为550m3/h,采用溴化锂机组制冷水后,用水量为350m3。

3.2 羰基化高压尾气回收效益

羰基化系统回收的高压尾气量470~490m3/h,CO 含量约85%,回收CO 量约为480×85%=408m3/h,吨产品降低CO 消耗50m3。

3.3 羰基化低压尾气与净化系统尾气回收效益

尾气回收至吹风气锅炉燃烧后,副产3.88MPa蒸汽并入系统蒸汽管网,经过三个月的运行,现1#吹风气锅炉蒸汽产量15t/h,每班产汽量稳定在120t以上,据核算,本项目每天可带来3万元的经济效益。

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