一、前言
寧波萬華聚氨酯有限公司成立于2006年2月27日,系煙臺萬華聚氨酯股份有限公司的子公司,是煙臺萬華聚氨酯股份有限公司為了進(jìn)一步確立公司在世界MDI行業(yè)的地位,增強(qiáng)自身實力,于2003年8月份在寧波大榭開發(fā)區(qū)開工建設(shè)的年產(chǎn)20萬噸的MDI項目,已于2006年順利建成投產(chǎn)。2008年二期工程30萬噸/年MDI裝置、40萬噸/年VCM裝置、55KNm3/H空分裝置、100KNm3/H煤造氣裝置、10萬噸/年合成氨裝置、17萬噸/年硝酸裝置、25萬噸/年苯胺裝置、20萬噸/年甲醇裝置、15萬噸/年氯堿裝置、2套10萬噸HCL氧化裝置又開工建設(shè),于2010年10月建成投產(chǎn)。
由于在合成氨、甲醇裝置的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量富含二氧化碳的廢氣排放,不僅對人類生存環(huán)境帶來惡劣影響,加劇“溫室效應(yīng)”,而且造成了二氧化碳資源的浪費。也不符合國家提出的科學(xué)發(fā)展觀,節(jié)能減排循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。因而,寧波萬順氣體有限公司應(yīng)運而生,新建一套工藝先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良的液體二氧化碳生產(chǎn)裝置,利用寧波萬華聚氨酯股份有限公司合成氨系統(tǒng)低溫甲醇洗脫碳裝置排放的CO2工業(yè)廢氣生產(chǎn)市場需要的液體CO2產(chǎn)品。為慎重起見,萬順公司對國內(nèi)各種液體二氧化碳生產(chǎn)技術(shù)的可靠性進(jìn)行了近一年的考察比較,最后決定采用我公司開發(fā)的液體二氧化碳生產(chǎn)新技術(shù)及專利設(shè)備,由我公司根據(jù)萬順公司CO2原料氣的組成確定設(shè)計方案并進(jìn)行工程設(shè)計、開車調(diào)試。
考慮到市場需求和建設(shè)進(jìn)度要求,裝置設(shè)計采取兩步實施,一期按工業(yè)級產(chǎn)品,預(yù)留脫烴凈化裝置;二期增加脫烴凈化裝置,按國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)食品級液體二氧化碳產(chǎn)品。根據(jù)萬華原料氣的狀況,裝置設(shè)計規(guī)模為100Kt/a。
二、技術(shù)特點:
裝置采用我公司開發(fā)的常溫精脫硫、催化氧化脫烴、淺低溫精餾提純的國際標(biāo)準(zhǔn)食品級液體二氧化碳生產(chǎn)工藝和專利設(shè)備,其技術(shù)特點如下:
1.硫化物的脫除采用常溫干法精脫硫工藝,采用專用脫硫劑和水解劑,通過先脫無機(jī)硫,進(jìn)而將有機(jī)硫水解,再精脫硫的工藝方法,將總硫有效穩(wěn)定控制在0.1ppm以下。
2.水分的脫除采用脫水精度高的專用分子篩吸附,將水分脫至20 ppm以下。并采用在線水分分析儀進(jìn)行在線分析,確保分子篩的及時再生和產(chǎn)品水分的有效控制。
3.烴、苯及各種含氧有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)的脫除采用我公司開發(fā)的專利設(shè)備凈化塔,使用國際上目前公認(rèn)的催化氧化技術(shù),使有毒有害的有機(jī)物能在較低的溫度下(420℃左右)徹底燃燒,在生產(chǎn)控制上配置了總烴分析儀,確保烴、苯及醇、醛等含氧有機(jī)物的徹底脫除。
4.脫烴后的氣體通過使用我公司專有技術(shù)的新型復(fù)合型提純塔,在淺低溫的條件下精餾,不但產(chǎn)品純度高,放空尾氣中的二氧化碳的純度也大大降低,很好解決了氣耗與純度的矛盾。
5.整個工藝都在中低壓和常溫、淺低溫條件下進(jìn)行,設(shè)備制作費用低,全套裝置國產(chǎn)化。
6.裝置安裝集約化,占地面積小,采用集中控制,操作方便、穩(wěn)定。
7.產(chǎn)品質(zhì)量好,所有指標(biāo)均達(dá)到或超過了我國的新國標(biāo)、可口可樂、百事可樂和國際飲料技術(shù)協(xié)會等標(biāo)準(zhǔn)。
三、工藝流程:
1.工藝流程框圖
2.工藝流程說明:
二氧化碳原料氣通過緩沖罐緩沖后進(jìn)入壓縮機(jī)一段和二段壓縮、冷卻、分離冷凝水后,進(jìn)入過濾器脫除無機(jī)硫,再經(jīng)脫硫加熱器加熱后到水解塔水解,使COS轉(zhuǎn)換為H2S,并經(jīng)脫硫水冷器降溫后去精脫硫塔脫除生成的H2S。使總硫含量≤0.1ppm。脫硫后氣體經(jīng)壓縮機(jī)三段、四段壓縮、冷卻、分離冷凝水后,先由除濕器降低二氧化碳?xì)庵械牟糠诛柡退龠M(jìn)干燥塔(一開一備),塔內(nèi)的分子篩吸附劑將氣體中的飽和水吸附、干燥,使水分含量≤20 ppm。(當(dāng)水分近20ppm時,則啟用備用塔,將在用塔退出再生,再生時提純塔放空氣通過再生蒸汽加熱器引入的蒸汽加熱至約180℃進(jìn)行再生,當(dāng)分子篩再生氣出口溫度≥120℃時,再生結(jié)束,然后用提純塔放空氣冷卻到常溫后再用干燥氣充壓后備用)。水含量合格后的氣體去預(yù)冷器利用提純塔放空氣余冷后進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷卻,冷凝,液化,然后進(jìn)入提純塔。提純塔塔釜換熱段氣體用分子篩干燥脫水后的二氧化碳?xì)?,使塔底溫度維持在~-15℃左右。進(jìn)提純塔液體CO2與換熱段來的熱氣體進(jìn)行傳熱,部分氣化,將低沸點雜質(zhì)蒸發(fā),通過塔頂氨冷凝器將塔下部與雜質(zhì)氣體一起蒸發(fā)的二氧化碳重新冷凝,降低消耗,提高得率。出提純塔塔釜的液體二氧化碳進(jìn)入低溫貯槽,不凝氣從塔頂經(jīng)節(jié)流、降溫,回收部分能量,再去預(yù)冷器回收冷量后去分子篩作再生降溫后放空。
四、裝置運行情況:
裝置2010年1月開始設(shè)計,至2010年7月主體裝置安裝結(jié)束并完成系統(tǒng)吹掃、試壓、保溫保冷等準(zhǔn)備工作。由于萬華公司合成氨裝置延誤,二氧化碳裝置直至2010年11月8日才投料開車,在萬順公司技術(shù)人員和我公司技術(shù)服務(wù)人員的共同努力和配合下,裝置一次開車成功,生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。在原料氣二氧化碳純度只有82%的條件下(設(shè)計指標(biāo)為86%),產(chǎn)出液體二氧化碳產(chǎn)品,產(chǎn)品純度達(dá)99.8%以上。經(jīng)11月9日~23日的生產(chǎn)運行調(diào)試,裝置滿負(fù)荷運行(9500Nm3/h)正常。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場檢測,在原料氣二氧化碳純度只有75~82%時,產(chǎn)品純度達(dá)99.8%,產(chǎn)量達(dá)300~330t/d,產(chǎn)品電耗216~230kwh/tCO2,產(chǎn)能、各項生產(chǎn)工藝、質(zhì)量指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計要求。如果原料氣二氧化碳純度能達(dá)到86%以上,效果將更加可觀。目前產(chǎn)品質(zhì)量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)液體二氧化碳產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
總之,我公司的液體二氧化碳生產(chǎn)專利技術(shù)在萬順公司的應(yīng)用是理想的,投資少、產(chǎn)品質(zhì)量好、穩(wěn)定,能耗低。是相關(guān)企業(yè)富余二氧化碳回收利用,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),節(jié)能減排,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)市場競爭力的最好選擇,同時也符合了國家相關(guān)政策,希望我公司獨特的專利技術(shù)為我國節(jié)能減排作出更大貢獻(xiàn)。