造气装置二氧化碳回收工艺流程的改造

王海维

（大庆油田牡丹江新能源有限责任公司，黑龙江大庆 163000）

造气装置二氧化碳回收工艺流程的改造

王海维

（大庆油田牡丹江新能源有限责任公司，黑龙江大庆 163000）

通过对造气装置脱硫脱碳工序二氧化碳回收工艺流程的改造，以及对工艺指标的调整，使的脱硫脱碳工序的闪蒸气、常解气、真解气依次顺利回收，使装置达到了满负荷运转，从而实现了很好的经济效益和二氧化碳减排。

二氧化碳回收；工艺流程改造；工艺指标调整

20万t/a醋酸装置是中国石油天然气总公司投资建设的重点项目，是目前东北地区最大的醋酸生产装置，造气装置作为醋酸装置中重要的一部分，由上海化工设计院设计，国内采用相同技术的山东醋酸装置及镇江索普醋酸装置已运行多年，一直未实现二氧化碳的回收利用，所需二氧化碳原料只能外购解决。大庆醋酸装置二氧化碳原料由甲醇分公司合成氨装置供应，实际供应醋酸气量5 000m3/h左右，造气装置未能实现满负荷生产，同时若通过外购原料，则新增装置并进行原料采购。针对此问题，进行了以下研究改造实验。

1 研究思路

原设计值为合成氨车间向本车间送气4 080m3/h，经计算本车间自身需回收3 600m3/h，才能满足造气炉气量要求。经过对装置运行情况仔细研究，根据各种气体在NHD溶液中的溶解特性，查找设计不足，确定解决措施。后又咨询南化院NHD净化技术专家林民鸿教授，得知要提高脱硫脱碳工序回收二氧化碳气体的纯度，必须提高入脱硫脱碳工序装置工艺气负荷，使气液比达到平衡，吸收二氧化碳增加，使闪蒸气中二氧化碳含量增加，进行回收利用。然而原设计流程不合理，对于工艺指标的控制，考虑的是满负荷状态下，二氧化碳的回收利用，但由于二氧化碳原料不足，后步二氧化碳不回收的情况下，又无法提到满负荷。因此通过深入研究和分析，定下了通过调整工艺参数，对吸收、再生温度、压力、循环量的调整；并对原设计流程进行合理改造，采取逐条回收二氧化碳，不断提高造气装置的负荷的方法，使三股二氧化碳气全部回收的思路，使一氧化碳制备装置达到满负荷生产。

2 二氧化碳工艺回收流程改造

造气装置原设计需外供二氧化碳4 060m3/h，并通过回用后部脱硫脱碳工序解吸出的二氧化碳3 300m3/h，使造气装置达到满负荷运行。但在装置原始开车后，甲醇分公司合成氨装置供应的二氧化碳全部投用，后部脱硫脱碳工序解吸出的二氧化碳中一氧化碳一直超标，此部分二氧化碳无法回用，造气装置原二氧化碳回收流程为脱硫低闪气、脱碳常解气、脱碳真闪气三股气体并在一起回收，造气工序负荷低的情况下，解吸气中一氧化碳超标，无法实现二氧化碳的回收。

由于三股解吸气解吸条件不同，各股气体中的一氧化碳含量也存在差异，理论上脱硫低闪气应该在低负荷下可以实现先回收，回收低闪气后，造气装置负荷提高，通过调整再生指标，常解气有可能合格，若常解气合格，造气装置负荷可再提高，这样真解气就可能实现回收，最终完成全部回收的目标。根据以上思路，经过计算推出，在改变回收流程以后，在适当调整吸收、再生工艺指标可以实现回收，所以对原装置的二氧化碳回收总管进行改造，将三股回收气分开，每股气流程上设置放空阀和切断阀，具体如下∶

在常解气出口增加阀门，并在阀前加装就地放空，在不合格情况下，可以将常解气切除，并就地放空；在真解气出口增加阀门，增加就地放空，在不合格情况下，可以将真解气切除，并就地放空；并在二氧化碳回收总管上增加自动调节阀组，当回收二氧化碳气中一氧化碳含量超标时，可以迅速切除回收气体，保证造气炉安全运行。根据改造前数据分析，低闪气一氧化碳含量始终小于1%，真解气中一氧化碳含量小于2%，具备回收条件，改造后，可将三股二氧化碳气分别回收，首先回收低闪气及真解气，逐渐提高装置负荷，调整常解气中二氧化碳含量，合格后及时回收常解气，逐渐提高装置负荷。

3 工艺指标调整

提高吸收压力、降低吸收温度有利于吸收过程，气体解吸过程是吸收过程的逆过程，压力、温度对吸收的影响正好相反，原有设计过于偏重对吸收过程的控制，在低负荷下，吸收温度控制过低，气液比过大，NHD溶液吸收一氧化碳含量相对提高，按照原设计的操作控制参数，解吸气中一氧化碳超标，无法实现二氧化碳的回收，因此在保证净化度的前提下，将吸收温度、再生压力、气液比工艺控制参数进行更改。

将脱硫系统吸收温度由原设计5℃更改为15℃，将脱碳系统温度由-5℃更改为5℃。脱硫脱碳高闪压力由0.7MPa降为0.6MPa，气液比根据不同负荷制定对应的气液比指标。

4 改造后情况

此项改造于2007年10月17日开始实施，10月23日结束并进行开车实验，在2007年10月25日开始对脱硫低压闪蒸气进行回收，回收二氧化碳气600m3/h；10月26日，对真解气进行回收，回收二氧化碳气500m3/h；10月30日，对常解气进行回收，回收二氧化碳气1 100m3/h；在回收二氧化碳气后，造气装置逐渐提高负荷，提高二氧化碳回收量，现回收二氧化碳气量可达3 700m3/h，在2007年11月30日，装置终于满负荷运行，可连续供应合格一氧化碳12 100m3/h。

5 结论

通过对此造气装置二氧化碳回收工艺流程简单的改造和工艺参数调整，在投资极少的情况下实现了很好的经济效益和二氧化碳减排。同时此种思路在相应的煤化工气体回收工艺及气体耦合紧密的工艺设计方面值得借鉴推广，避免由于设计理想化而很难达到目的，应该有个逐步调整，逐步实现工艺设计目的。

Modification of Carbon Dioxide Recovery Process in Gas Production Unit

Wang Hai-wei

Through the transformation of carbon dioxide recovery process and the adjustment of process indexes in the desulfurization and decarbonization process of gas-making device，the flash vapor，the condensed gas and the real gas in the desulfurization and decarburization process were successfully recovered to make the device reach full load Operation，in order to achieve a very good economic benefits and carbon dioxide emissions.

carbon dioxide recovery；process transformation；process index adjustment

TQ125.11

B

1003-6490（2017）02-0081-01

2017-02-08

王海维（1980—），男，陕西宝鸡人，工程师，主要从事煤化工及油页岩开发利用工作。