提高变压吸附脱碳装置运行效率总结

•38•气体净化2019年第19卷第1期提高变压吸附脱碳装置运行效率总结徐贺（浙江晋巨化工有限公司，浙江衢州324004）摘要：介绍了低压甲醇装置变压吸附脱碳工艺运行效率下降的问题。通过采取对水环式真空泵进行维修、提高水环式真空泵抽真空能力、用新鲜水作为补充水等措施，提高了脱碳效率和吸附塔再生效率，提升了富碳气中的CO?含量，降低了净化气中的CO?含量，达到了节能降耗、清洁生产的目的。关键词：低压甲醇变压吸附脱碳再生效率浙江晋巨化工有限公司（以下简称晋巨化工）低压甲醇装置变压吸附脱碳工艺采用18台吸附塔9次均压双抽真空流程。将来自变换工序的变换气经过吸附塔的物理吸附，净化脱除二氧化碳气体,净化后的气体经往复式压缩机四段、五段提压后送至甲醇合成塔，用以生产甲醇;吸附塔饱和后，利用物理吸附的可逆性，通过9次均压降,将吸附质二氧化碳气体解析出，吸附剂得到初步再生。为使吸附剂得到完全再生，采用抽真空方式进一步解析，真空解析产生的富碳气送至造气车间吹风气装置燃烧。对富碳气中气体成分进行分析,发现富碳气中的二氧化碳体积分数约为82%,二氧化碳含量未达到理想效果，变压吸附装置存在脱碳效率低、有效气损失等问题【7。为进一步提高变压吸附装置的脱碳效率，提高富碳气中的二氧化碳含量，晋巨化工决定对变压吸附装置进行技术攻关，进一步提升水环式真空泵的真空度，增加吸附质解析量。该攻关工作于2016年9月完成并投用，经过6个月的运行发现，富碳气中的二氧化碳含量得到充分提高，吸附塔再生效率大幅度提升，变压吸附装置的脱碳效率得到进一步提高，节能效果明显。1改造前工艺状况1.1工艺流程晋巨化工变压吸附脱碳装置采用18台吸附塔、9次均压抽真空流程,将来自变换工序的变换气经吸附塔的物理吸附，分离脱除二氧化碳气体后，净化气经往复式压缩机四段、五段提压后送至甲醇合成塔,用以生产甲醇[5_6]o随着变换气不断流入吸附塔，吸附剂中二氧化碳的含量不断提高，最终达到饱和状态，吸附过程停止，利用物理吸附的可逆性，通过9次均压降，将吸附质二氧化碳气体减压脱附，吸附剂得到初步再生。为使吸附剂得到完全再生，利用水环式真空泵，采用双台真空泵抽真空方式进一步解析吸附质，得到的富碳气送至造气车间吹风气装置燃烧。变压吸附脱碳装置工艺流程如图1所示。图1变压吸附脱碳装置工艺流程1.2存在的问题随着变压吸附装置的运行，水环式真空泵抽真空能力下降，造成吸附塔再生效果下降，致使吸附质二氧化碳未充分解析岀，经分析发现富碳气中二氧化碳体积分数仅为82%,造成单台吸附塔的有效吸附负荷减小,变压吸附装置脱碳效率降低⑺列。2改进措施（1）对水环式真空泵进行维修,更换水环式真空泵进口过滤器，降低水环式真空泵进口阻力，更换水环式真空泵进口、出口水箱及出口水箱内部分离器，对泵体内部进行维修检查，提高出口水箱气、水分离效果，减少泵体内部积水损失，增加泵体内部水环密封效果，增强水环式真空泵抽真空能力，2019年第19卷第1期气体净化•39•提高泵的效率。(2)水环式真空泵补水槽采用新鲜水进行补充，以降低水环式真空泵内部水环水温度，同时增加水环式真空泵循环水外送量，减少泵体内循环水的循环次数，进一步提高水环式真空泵抽真空能力。(3)提高水环式真空泵抽真空能力，提高吸附塔再生效果，进一步提升吸附塔吸附容量，增加变压吸附系统每经历一个丁•作循环的时间，减少了单位时间内吸附塔再生次数，并减少有效气损耗，提高富碳气中的二氧化碳含量。3技术特点(1)由于吸附剂得到充分再生,再生后塔内吸附质的残余量越小，单塔的有效吸附负荷就越大。因此在吸附塔进入到下一个工作循环时,该塔内吸附剂的吸附效率及吸附容量增加，使得净化气中二氧化碳体积分数由原来的3.5%降至3.2%0(2)因吸附塔的有效吸附负荷得到提升，提高其吸附效率，增加了变压吸附系统每经历一个工作循环的时间，减少了吸附塔再生次数和有效气损耗。(3)该技术实施后，增加了二氧化碳解析量，吸附塔内死空间及吸附剂吸附的有效气含量减少，使吸附剂再生过程中有效气损耗减少。4改造效果改造前、后工艺参数对比见表I。项目实施后，水环式真空泵效率提高，真空度由-0.058MPa提升至-0.068MPa。抽真空能力得到提升，吸附剂得到充分再生，吸附塔内死空间及吸附剂吸附的有效气含量减少，进一步提高了吸附塔的有效负荷，使得富碳气中CO2体积分数由82.0%提升至86.0%,净化气中CO?体积分数由原来的3.5%降至3.2%。表1改造前、后工艺参数对比项目改造前改造后变换气流量/(m3-h1,标态)3200032000吸附圧力/MPa1.801.80富碳气中中(CO：),%82.086.0净化气中cp(CO2),%3.53.2真空度/MPa-0.058-0.0685结语通过技术攻关，变压吸附装置的脱碳效率进一步提高，富碳气中二氧化碳含量进一步提升，吸附塔的再生显著增加。目前该工艺已实现长周期平稳运行，取得了较好的经济效益，同时减少了污水对周围环境及管道的污染，达到了节能降耗、清洁生产的目的。参考文献：[1]刘文军.变压吸附脱碳装置运行总结[J].小氮肥，2009,37(2)：10-13.[2]魏君婷，梁开太，梁志勇.变压吸附脱碳工艺运行小结[J].河南化工,2005,22(9)：30-31.[3]张顺平，杨明.PSA脱碳装置优化T.艺运行总结[J].小氮肥,2010,38(8):7-8.[4]卢锦永，黄恒美，吴勇军.210000m'/h变换气变压吸附脱碳装置运行总结[J].中氮肥,2013(3):27-28.[5]李刚，母荣新，范培水.优化变压吸附脱碳工艺减少有效气体损耗[J].小氮肥,2005(6):8-10.[6]葛慧玲，赵贵成.变压吸附脱碳装置在我厂的应用[J].河南化工,2004(1)：31-33.[7]肖聪，向红星,杨晓勤，等.变压吸附脱碳装置二段逆放气冋收方式的优化[J].化肥工业,2016(1):27-28.[8]晁承龙，陈允梅，王洪玲.变压吸附法脱除变换气中CO：技术总结[J].化肥工业,2010,37(5)：49-52.