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探讨干气精制装置的优化与运行

干气精制装置的优化与运转论文怎么写?乙醇胺工程论文论文写作题目、提纲、摘要、格式、范文、参考文献(-OH)和一个氨基(-NH2或=NH)。按一般规律,羟基能降低化合物的蒸气压,并能增加其在水中的溶解度,因而可以配成水溶液。氨基则赋予水溶液以碱性,以促使其对酸性气体杂质的吸收,一般配成10%-30%水溶液使用。以MEA为例,吸收H2S和CO2时,发生如下反应:2HO-C2H4-NH2 + H2S ( (HO-C2H4-NH3)2S                  (3-1)(HO-C2H4-NH3)2S 干气精制装置的优化与运行干气精制装置的优化与运行


          目 录
第1章 前言 1
第2章 干气精制装置说明 2
2.1项目提出的背景 2
2.2干气精制装置技术路线的选择 2
2.2.1国内外工艺技术概况 2
2.2.2干气精制装置工艺说明 3
第3章 乙醇胺类脱除酸性气体 5
3.1原理 5
3.2吸收剂的选择 6
3.3板式塔吸收CO2 7
第4章 胺吸收塔工业过程模拟与分析 8
4.1模拟流程的建立与计算模型的选取 8
4.2 KEMEA模型中BLOCKS(模块)与STEEAMS(物流)外界条件的确定 13
4.3 工业过程模拟计算 13
4.4灵敏度分析 18
4.4.1塔板效率变化对胺洗后干气中CO2摩尔分数的影响 18
4.4.2浓缩干气(101)中CO2流量变化对胺洗后干气中CO2浓度的影响 19
4.4.3 103中MEA流量变化对胺洗后干气中CO2摩尔分数的影响 19
4.4.4 103流量变化对胺洗后干气中C探讨干气精制装置的优化与运行O2摩尔分数的影响 21
4.4.5 101流量变化对胺洗后干气中CO2浓度的影响 21
4.4.6 107质量流量的变化对DA-2再沸器热负荷的影响 22
第5章 结论 23
参考文献: 24
第1章 前言
  兰州石化分公司石油化工厂7.2万吨/年干气精制装置投产于2005年8月,是兰州石化分公司优化乙烯装置的原料结构,体现炼化一体化优势的一项重要措施。装置的稳定优化运行可以有效降低乙烯原料单耗和乙烯生产成本。
第2章 干气精制装置说明
2.1项目提出的背景
  目前兰州石化分公司拥有140万吨/年和300万吨/年两套催化裂化装置。在加工原油1000万吨/年时,两套催化干气产量为16.48万吨/年(设计能力)。产生的干气含有一定数量的乙烯和乙烷,全部送入加热炉作为燃料烧掉,尤其是在夏季燃料气过剩时经常部分放空,资源综合利用状况不合理。如果能回收干气中的C2组分和H2组分,作为公司乙烯装置的原料,既可优化乙烯装置的原料结构,降低乙烯原料单耗和乙烯生产成本,同时又能解决夏天燃料气过剩的问题。为此,兰州石化分公司采用先进的气体分离技术,建设16万吨/年变压吸附法浓缩催化干气中乙烯、乙烷装置,处理公司炼油厂2套催化裂化装置副产的干气,生产富含C2组分的气体,再经干气精制装置脱除CO2和杂质,以补充乙烯装置所需原料。
2.2干气精制装置技术路线的选择
2.2.1国内外工艺技术概况
  从炼厂干气中分离乙烯、乙烷等化工原料的技术,早就引起国外各大公司的关注。其中,采用乙醇胺脱除CO2和H2S早在1929年就已实现工业化,称之为Girboto法,由Girdler和R.R.Bottoms发明并获得专利。但在脱除炼厂干气中CO2、H2S、NH3、NOx、O2以及羰基化合物、砷、汞等有害于深冷分离系统及碳二、碳三加氢催化剂杂质的工艺方法上,各公司都在研究中。美国Stone&Webster公司采用三个反应器分别除去上述杂质,工艺成熟可靠,目前在世界范围内已建成投产上百套装置。
  国内天科股份对富乙烯气净化进行开发研究,采取的是MDEA溶液将CO2脱至0.15%,H2S脱至5×10-6mg/l,再用NaOH溶液进一步将CO2、H2S脱至1×10-6mg/l;以钯触媒作为脱氧催化剂,使氧含量降至1×10-6mg/l;脱氧后的气体经等压变温吸附,将水分降至1×10-6mg/l。至于原料气中砷、汞等杂质,则还在进一步研究中[1]。根据对比,在兰州石化公司干气回收工程中决定采用美国Stone&Webster公司干气精制技术。
2.2.2干气精制装置工艺说明
  图2-1为炼厂浓缩气精制工艺流程示意图。炼厂尾气通过进料罐去除冷凝液体之后被送至胺吸收塔底部。胺吸收塔由三部分组成,底部为胺吸收部分,有25块浮阀塔板组成,中部为水洗部分,有三块泡罩塔板组成,顶部作为聚集器使用。在胺吸收塔,来自炼厂尾气中的硫化氢、二氧化碳和一乙醇胺(MEA)反应被脱除。从胺吸收塔底部出来的富胺液加热到93℃后进入胺汽提塔,在胺汽提塔,酸性气从胺溶液中被汽提。
  来自胺吸收塔顶部的炼厂尾气经过加热后尾气进入氧加氢反应器。反应器的出料冷却后脱水,然后被送至干燥器/汞脱除床。干燥后的尾气进入硫醇/硫氧化物脱除床。尾气在经过硫醇和硫氧化物吸附剂净化然后脱砷后成为精制气,分析合格后送往GB-201压缩机。
  
  
  
  
  
1- 胺吸收塔;2-胺汽提塔;3-排液罐;4-塔顶冷凝罐;
5-MEA溶液储罐;6-MEA过滤器;7-氧加氢反应器;8-干燥器;9-干燥器/汞脱除床;10-硫醇/硫氧化物脱除床;
11-脱砷床;S1-浓缩干气;
S2-MEA溶液;S3-脱盐水;S4-精制气;S5-酸性气;S6-酸性水
图2-1 炼厂浓缩气精制工艺流程示意图
第3章 乙醇胺类脱除酸性气体
3.1原理
  用乙醇胺作吸收剂除去气体中的CO2,H2S,是一种物理吸收和化学吸收相结合的方法,所用的吸收剂主要是一乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)。单乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)是气体净化工业中最常用的两种胺类。三乙醇胺(TEA)由于它的效率低(因为它的当量值较高)、反应能力弱(因为它是叔胺)和稳定性差,所以大部分已经被MEA和 DEA所取代。乙醇胺类是无色粘稠的吸湿性液体,能以任意比例与水及低碳醇类相混合。其物性如表3-1所示[2]。
表3-1 MEA与DEA的主要物性
名称
一乙醇胺(MEA)
二乙醇胺(DEA)
分子式
HOC2H4NH2
(HOC2H4)2NH
分子量
61.08
105.14
沸点(常压)/℃
170.5
269
凝固点/℃
10.5
28
临界常数
 
 
压力/MPa
5.984
3.273
温度/℃
350
442
密度(20℃)/(kg/m3)
1018
1095
蒸气压(37.8℃)/kPa
0.1400
0.0077
粘度(20℃)/mPa.s
24.1
350
对酸性气的吸收能力(以MEA为100)
100
58
醇胺的分子结构特点是分子中至少有一个羟基(-OH)和一个氨基(-NH2或=NH)。按一般规律,羟基能降低化合物的蒸气压,并能增加其在水中的溶解度,因而可以配成水溶液。氨基则赋予水溶液以碱性,以促使其对酸性气体杂质的吸收,一般配成10%-30%水溶液使用。以MEA为例,吸收H2S和CO2时,发生如下反应:
2HO-C2H4-NH2 + H2S ( (HO-C2H4-NH3)2S (3-1)
(HO-C2H4-NH3)2S + H2S (2HO-C2H4-NH3HS (3-2)
2HO-C2H4-NH2 + CO2 + H2O ((HO-C2H4-NH3)2CO3 (3-3)
HO-C2H4-NH3)2CO3 + CO2 + H2O (2HO-C2H4-NH3HCO3 (3-4)
2HO-C2H4-NH3HCO3+CO2(HO-C2H4-NHCOONH3-C2H4-OH (3-5)
  以上反应是可逆反应,其特点是温度低压力高时反应向右,并放热,温度高压力低时反应向左,并吸热。以MEA吸收CO2为例,当温度下降或压力上升时,溶液中吸收的被化学结合的CO2增多(摩尔比n(CO2)/ n(MEA)上升)。所以,可在常温和常压或加压下吸收CO2,按式(3-3)、(3-4)、(3-5)的正方向生成HO-C2H4-NH3HCO3 HO-C2H4-NHCOOONH3-C2H4-OH,此时的吸收剂称为富液。富液在加热、低压下按式(3-3)、(3-4)、(3-5)的反方向分解出CO2,使吸收剂再生,重新循环使用。
3.2吸收剂的选择
  在低的CO2分压下,CO2在MEA中的溶解度比其它乙醇胺溶液(DEA、
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