變壓吸附脫碳優(yōu)化改造總結(jié)

宋仁委，王洪營，宋肖盼

(河南心連心化肥有限公司，河南新鄉(xiāng) 453731)

0 前言

河南心連心化肥有限公司為國家百萬噸化肥生產(chǎn)基地，擁有125萬t尿素、60萬t復(fù)合肥和30萬t甲醇的年生產(chǎn)能力。隨著時(shí)間的推移，心連心公司成本領(lǐng)先優(yōu)勢已從2007年的25%銳減至2011年的3%，總成本領(lǐng)先的戰(zhàn)略目標(biāo)越來越難完成，在原料結(jié)構(gòu)調(diào)整項(xiàng)目建設(shè)期間，成本降低的重點(diǎn)更多的需要放在流程及管理的改善方面，本公司一分廠車間建議對變壓吸附脫碳工藝進(jìn)行改造，通過將變壓吸附系統(tǒng)二段的逆放氣進(jìn)行回收來降低成本。

1 工藝流程

本公司變壓吸附脫碳采用行業(yè)應(yīng)用較多的兩段法抽真空工藝，經(jīng)過系統(tǒng)一段凈化的混合氣進(jìn)入二段吸附塔繼續(xù)凈化，凈化后的氣體送往后工段生產(chǎn)合成氨。此時(shí)吸附塔內(nèi)仍有一定量的氣體，需要進(jìn)行排放降壓使吸附劑恢復(fù)活性以便繼續(xù)使用，而在這個(gè)階段從吸附塔底部排出的氣體則稱為逆放氣。

改造前脫碳變壓吸附二段的逆放氣分為逆放一和逆放二兩個(gè)過程，其中逆放一用于一段升壓，逆放二氣放入小氣柜去吹風(fēng)氣回收;改造后變壓吸附二段逆放初期將逆放一初期壓力稍高氣體部分回收至壓縮機(jī)一入，剩余氣體用于一段升壓，并根據(jù)去一段升壓氣量調(diào)整回收到一入的時(shí)間，最終達(dá)到全部逆放氣回收，正常生產(chǎn)情況下系統(tǒng)第二段的逆放氣不再送往吹風(fēng)氣燃燒。

2 操作工藝調(diào)整

變壓吸附脫碳自動(dòng)化程度較高，對現(xiàn)場管道進(jìn)行改造后，在微機(jī)操作時(shí)序上也應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。變壓吸附脫碳分為單雙兩個(gè)系列，以下為不同序列運(yùn)行時(shí)的調(diào)整方案。

2.1 全系列運(yùn)行

當(dāng)單雙兩個(gè)系列都運(yùn)行時(shí)，每個(gè)分周期共12小步，其中第 4、5、6、7小步為 6D(6均降)狀態(tài)，第 7小步時(shí)6D塔程控閥全部處于關(guān)閉狀態(tài)，因此可利用該小步作為新增程控閥和逆放閥開啟時(shí)間將逆放氣送往11#NH壓縮機(jī)一入，為了不影響第6小步程控閥關(guān)閉，新增程控閥延遲3 s后開啟。其它部位功能不變。

2.2 單系列運(yùn)行

當(dāng)一個(gè)系列運(yùn)行時(shí)，每個(gè)分周期共12小步，其中第12小步為5D(5均降)狀態(tài)，第1小步時(shí)5D塔程控閥全部關(guān)閉，因此可利用該小步作為新增程控閥和逆放閥開啟時(shí)間將逆放氣送往11#NH壓縮機(jī)一入，為了不影響第1小步程控閥關(guān)閉，新增程控閥延遲3 s后開啟。其它部位功能不變。

3 改造后運(yùn)行情況

變壓吸附氣體分離技術(shù)是依靠壓力的變化來實(shí)現(xiàn)吸附與再生的，因此要回收氣體多，氣體損失小需盡量做到放空壓力低。

工藝流程進(jìn)行改造后，運(yùn)行效果良好，產(chǎn)品氣純度以及氣體回收率都得到提高。

圖1 改造前流程示意圖

圖2 改造后流程示意圖

表1 改造前后對比

另外改造投用后保證了變壓吸附二段，有效氣體能夠得到進(jìn)一步的回收，提高了氣體利用效率;增加了變壓吸附二段吸附劑再生渠道，保證了變壓吸附二段的再生效果;變壓吸附脫碳現(xiàn)場廢氣放空量減少了2 000 m3/h，使現(xiàn)場環(huán)境得到了改善。

經(jīng)過改造后，系統(tǒng)運(yùn)行良好，大大地節(jié)約了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。