徐 賀

(浙江晉巨化工有限公司，浙江衢州 324004)

浙江晉巨化工有限公司(以下簡稱晉巨化工)低壓甲醇裝置變壓吸附脫碳工藝采用18臺吸附塔9次均壓雙抽真空流程。將來自變換工序的變換氣經(jīng)過吸附塔的物理吸附，凈化脫除二氧化碳氣體，凈化后的氣體經(jīng)往復(fù)式壓縮機四段、五段提壓后送至甲醇合成塔，用以生產(chǎn)甲醇；吸附塔飽和后，利用物理吸附的可逆性，通過9次均壓降，將吸附質(zhì)二氧化碳氣體解析出，吸附劑得到初步再生。為使吸附劑得到完全再生，采用抽真空方式進一步解析，真空解析產(chǎn)生的富碳氣送至造氣車間吹風(fēng)氣裝置燃燒。對富碳氣中氣體成分進行分析，發(fā)現(xiàn)富碳氣中的二氧化碳體積分數(shù)約為82%，二氧化碳含量未達到理想效果，變壓吸附裝置存在脫碳效率低、有效氣損失等問題[1-4]。

為進一步提高變壓吸附裝置的脫碳效率，提高富碳氣中的二氧化碳含量，晉巨化工決定對變壓吸附裝置進行技術(shù)攻關(guān)，進一步提升水環(huán)式真空泵的真空度，增加吸附質(zhì)解析量。該攻關(guān)工作于2016年9月完成并投用，經(jīng)過6個月的運行發(fā)現(xiàn)，富碳氣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，變壓吸附裝置的脫碳效率得到進一步提高，節(jié)能效果明顯。

1 改造前工藝狀況

1.1 工藝流程

晉巨化工變壓吸附脫碳裝置采用18臺吸附塔、9次均壓抽真空流程，將來自變換工序的變換氣經(jīng)吸附塔的物理吸附，分離脫除二氧化碳氣體后，凈化氣經(jīng)往復(fù)式壓縮機四段、五段提壓后送至甲醇合成塔，用以生產(chǎn)甲醇[5-6]。

隨著變換氣不斷流入吸附塔，吸附劑中二氧化碳的含量不斷提高，最終達到飽和狀態(tài)，吸附過程停止，利用物理吸附的可逆性，通過9次均壓降，將吸附質(zhì)二氧化碳氣體減壓脫附，吸附劑得到初步再生。為使吸附劑得到完全再生，利用水環(huán)式真空泵，采用雙臺真空泵抽真空方式進一步解析吸附質(zhì)，得到的富碳氣送至造氣車間吹風(fēng)氣裝置燃燒。

變壓吸附脫碳裝置工藝流程如圖1所示。

圖1 變壓吸附脫碳裝置工藝流程

1.2 存在的問題

隨著變壓吸附裝置的運行，水環(huán)式真空泵抽真空能力下降，造成吸附塔再生效果下降，致使吸附質(zhì)二氧化碳未充分解析出，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)富碳氣中二氧化碳體積分數(shù)僅為82%，造成單臺吸附塔的有效吸附負荷減小，變壓吸附裝置脫碳效率降低[7-8]。

2 改進措施

(1) 對水環(huán)式真空泵進行維修，更換水環(huán)式真空泵進口過濾器，降低水環(huán)式真空泵進口阻力，更換水環(huán)式真空泵進口、出口水箱及出口水箱內(nèi)部分離器，對泵體內(nèi)部進行維修檢查，提高出口水箱氣、水分離效果，減少泵體內(nèi)部積水損失，增加泵體內(nèi)部水環(huán)密封效果，增強水環(huán)式真空泵抽真空能力，提高泵的效率。

(2) 水環(huán)式真空泵補水槽采用新鮮水進行補充，以降低水環(huán)式真空泵內(nèi)部水環(huán)水溫度，同時增加水環(huán)式真空泵循環(huán)水外送量，減少泵體內(nèi)循環(huán)水的循環(huán)次數(shù)，進一步提高水環(huán)式真空泵抽真空能力。

(3) 提高水環(huán)式真空泵抽真空能力，提高吸附塔再生效果，進一步提升吸附塔吸附容量，增加變壓吸附系統(tǒng)每經(jīng)歷一個工作循環(huán)的時間，減少了單位時間內(nèi)吸附塔再生次數(shù)，并減少有效氣損耗，提高富碳氣中的二氧化碳含量。

3 技術(shù)特點

(1) 由于吸附劑得到充分再生，再生后塔內(nèi)吸附質(zhì)的殘余量越小，單塔的有效吸附負荷就越大。因此在吸附塔進入到下一個工作循環(huán)時，該塔內(nèi)吸附劑的吸附效率及吸附容量增加，使得凈化氣中二氧化碳體積分數(shù)由原來的3.5%降至3.2%。

(2) 因吸附塔的有效吸附負荷得到提升，提高其吸附效率，增加了變壓吸附系統(tǒng)每經(jīng)歷一個工作循環(huán)的時間，減少了吸附塔再生次數(shù)和有效氣損耗。

(3) 該技術(shù)實施后，增加了二氧化碳解析量，吸附塔內(nèi)死空間及吸附劑吸附的有效氣含量減少，使吸附劑再生過程中有效氣損耗減少。

4 改造效果

改造前、后工藝參數(shù)對比見表1。

表1 改造前、后工藝參數(shù)對比

項目實施后，水環(huán)式真空泵效率提高，真空度由-0.058 MPa提升至-0.068 MPa。抽真空能力得到提升，吸附劑得到充分再生，吸附塔內(nèi)死空間及吸附劑吸附的有效氣含量減少，進一步提高了吸附塔的有效負荷，使得富碳氣中CO2體積分數(shù)由82.0%提升至86.0%，凈化氣中CO2體積分數(shù)由原來的3.5%降至3.2%。

5 結(jié)語

通過技術(shù)攻關(guān)，變壓吸附裝置的脫碳效率進一步提高，富碳氣中二氧化碳含量進一步提升，吸附塔的再生顯著增加。目前該工藝已實現(xiàn)長周期平穩(wěn)運行，取得了較好的經(jīng)濟效益，同時減少了污水對周圍環(huán)境及管道的污染，達到了節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)的目的。

參考文獻

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