淺談甲醇尾氣制LNG綜合利用項目節(jié)能降排

徐劍峰

摘 要：隨著人民生活水平提高，化工合成材料的廣泛應用， 化工生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量和規(guī)模日益擴大，化工裝置產(chǎn)能越來越大，化工業(yè)向循環(huán)利用，節(jié)能降排方向發(fā)展，深挖上游下游產(chǎn)業(yè)鏈，吃干榨凈，利用好化工生產(chǎn)工藝先決條件，順應時代和社會發(fā)展，變劣勢為優(yōu)勢，逐步成為時代和社會需要，據(jù)實際工作經(jīng)驗，對甲醇尾氣回收制LNG液化石油氣項目管理實踐經(jīng)驗，淺談該項目建設時期的背景，工藝生產(chǎn)流程情況，建設施工中得優(yōu)化改進，及項目設備特點得技改升級優(yōu)化，得出甲醇尾氣制項目建設過程到運行生產(chǎn)一些列寶貴建議，該論文指導火炬尾氣弛放氣回收利用化工企業(yè)起到一定指導幫助作用。

關鍵詞：節(jié)能降排發(fā)展;循環(huán)經(jīng)濟;LNG生產(chǎn)技術;進展研究

隨著化工企業(yè)面臨國家環(huán)保局勢發(fā)展，“不要金山銀山，只要綠水青山”的國家環(huán)境保護政策，化工企業(yè)面臨嚴峻的環(huán)境壓力挑戰(zhàn)，為求生產(chǎn)、求發(fā)展，不斷在技術方面推出以適應內外部環(huán)境不斷變化的技術革新。通過實踐挖掘潛在熱能熱源燃料，將用火炬排放空氣中燃燒的燃料作為原料，回收利用綜合通過凈化、脫碳、得到尾氣中主要成分辛烷、甲烷氣體，通過配套裝置膨脹機冷箱的低溫法，得到液化LNG液化天然氣是變廢為寶的道理。

1 火炬尾氣制LNG項目思路

文本著重通過火炬尾氣制LNG液化天然氣項目的實踐管理經(jīng)驗，從理論和實際相結合角度出發(fā)，通過對東方希望呼倫貝爾東能化工有限公司火炬尾氣弛放氣做LNG對建設實際工程優(yōu)化，和項目運行生產(chǎn)后一些技術升級，有針對性提出尾氣制LNG項目具體方案和優(yōu)化。

2 火炬尾氣制LNG生產(chǎn)工藝流程

馳放氣來源，由于甲醇合成工藝甲烷化工藝反應消耗不掉的甲烷、乙烷、丙烷、硫化氫、一氧化碳、二氧化碳等一些不能直接排放空氣有害氣體尾氣，常規(guī)生產(chǎn)都做地面高架火炬在安全地方進行燃燒，這樣持續(xù)燃燒對大氣增加污染，并且伴隨工藝是持續(xù)進行燃燒的，由于尾氣量穩(wěn)定氣源，并且工藝尾氣主要成分是甲烷、乙烷、丙烷，利用低溫分餾工藝可以得到高純度99.9%LNG液化天熱氣，創(chuàng)造一定經(jīng)濟價值。

2.1 凈化工段

凈化工藝是針對尾氣中H2S氣體，6.4MPa原料氣經(jīng)管道持續(xù)不斷的輸送到LNG裝置緩沖罐，經(jīng)緩沖罐調節(jié)后進行兩道過濾，機械過濾器濾掉尾氣中雜質粗醇，經(jīng)過機械過濾后到活性炭過濾器，過濾掉尾氣中的硫化氫氣體，經(jīng)過簡單的脫H2S處理。

原料氣經(jīng)粗脫硫化氫后，進行脫碳工藝，脫碳主要目的脫去尾氣中的CO2，脫碳工藝很多種，該項目選擇可循環(huán)使用MDEA液作為脫原料氣中的CO2和CO，主要通過尾氣脫碳塔將尾氣自塔的底層氣向經(jīng)塔盤填料及泡罩向上，塔內液相MDEA溶液進行洗滌混合塔內尾氣，MDEA將尾氣中的CO2和CO脫掉，脫碳后生產(chǎn)MDEA貧液，MDEA貧液通過還原塔再沸器加熱，將AMDE貧液溶液蒸餾還原成AMDE液再供脫碳塔重復使用。

經(jīng)脫碳后的粗原料氣中含有少量H2S、CO、CO2這些成分是生產(chǎn)LNG不需要的成分，脫碳凈化不徹底，對于后續(xù)冷箱分餾工藝影響較大，不同成分的液化溫度不同，含有非LNG成分進入分餾塔冷箱會造成凍堵，生產(chǎn)停車事故，凈化后粗原料氣需要經(jīng)分子篩、吸附器、加熱器、徹底去除掉原料氣中不需要的氣體成分，得到有用氣態(tài)原料氣。

2.2 循環(huán)氮壓機及汽輪機

該單元主要生產(chǎn)高壓氮氣，為膨脹機提供冷源媒介，該單元主要設備有：循環(huán)單壓機1臺，補充氮壓機2臺，汽輪機1臺，空分車間提供的低壓氮氣0.6MPa經(jīng)補充氮壓機提升1.2MPa，再經(jīng)汽輪機帶動的循環(huán)氮壓機繼續(xù)升壓，將1.2MPa氮氣升壓至2.2～2.4MPa，汽輪機消耗原料9.8MPa高壓蒸汽12t/h，將氮氣加壓至2.2MPa以上，該工段產(chǎn)品為中壓氮氣，10t/h以下氮氣滿足膨脹機生產(chǎn)負荷。

2.3 分餾膨脹機液化系統(tǒng)

該工段主要設備：高低溫增壓透平膨脹機22700Nm3/h、增壓機23800 Nm3/h、冷箱5500m3/h、2.2MPa中壓氮氣通過管道接入膨脹機，利用氮氣放壓吸熱原料，將分子篩凈化后合格原料氣進行液化，使其吸收氮氣膨脹吸走熱量獲得低溫，將低溫液化的原料氣接入冷箱進行分餾得到液化99.9%LNG，LNG出冷箱分餾塔高點液位，隨重力流經(jīng)管道輸送LNG儲罐。

2.4 LNG低溫成品儲罐設施

LNG儲罐是特制低溫儲罐，該儲罐常壓低溫儲藏LNG液體，設計為兩層結構，內層與LNG接觸選用316L超低碳不銹鋼，LNG儲藏溫度-162℃，儲罐外殼用碳鋼板整體做外殼，內殼與外殼間用珠光砂進行填充，內膽罐底用泡沫玻璃及硅膠進行保冷隔離氣體，LNG主要是它重大危險源，它安全距離與裝置規(guī)劃要協(xié)調統(tǒng)一考慮，LNG的膨脹系數(shù)600倍氣化比，對于罐內所有設施全部采用低溫防爆選擇，再投入運行生產(chǎn)后，罐區(qū)范圍內不能進行任何改造，對于該區(qū)域，項目建設時期就得將避雷、滅火、泡沫消防、噴淋、有毒有害檢測、視頻等一次建設完畢接入中控，后期生產(chǎn)不建議在圍堰范圍內做任何作業(yè)。

2.5 LNG低溫裝車站及計量設施

由于LNG液化天然氣的介質特點：-162℃狀態(tài)下儲蓄，對于計量液位儀表和泵都在低溫狀態(tài)下使用，計量儀表選用在罐頂安裝雷達液位計，將儲罐內物料剩余量實時反饋到DCS中控室，裝車泵選擇專用低溫泵，低溫泵與裝車臂之間做低溫循環(huán)預冷工藝，使裝車時間簡短，避免常溫下裝車臂和裝車泵隨環(huán)境溫度氣化損失問題，減少裝車損耗量。

3 火炬尾氣制LNG項目長遠發(fā)展

在化工項目不斷創(chuàng)新改進中，作為火炬馳放氣燃燒給大氣帶來污染，同時產(chǎn)生大量的碳排放，環(huán)保形勢嚴峻考驗下順應時代發(fā)展，“吃干榨凈”節(jié)能降排是發(fā)展企業(yè)為環(huán)保事業(yè)應作出貢獻，LNG作為汽車清潔能源的替代品，市場有較大發(fā)展空間，由于LNG汽車可以節(jié)約車主和運輸公司的運營成本、改善天然氣生產(chǎn)商和供應商的盈利能力，近年來我國LNG汽車發(fā)展較快，到2015年底，中國的LNG汽車保有量為23萬輛。2017年環(huán)保高壓下北方部分港口禁止燃油貨車入港，如天津港明確規(guī)定2017年7月底前不再接收柴油貨車運輸集港煤炭，短期內將對天然氣汽車需求產(chǎn)生拉動作用。長期來看，國家已醞釀制定禁售燃油車時間表，這將推動天然氣汽車行業(yè)迎來長足發(fā)展。根據(jù)政策相關測算，預計2020年我國LNG汽車保有量將達到150萬輛，城市燃氣用LNG氣逐年增加，作業(yè)行業(yè)工作者不斷提高綜合利用循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，去研究，去糟粕、取精華，大膽創(chuàng)新、超前實驗，竭盡全力創(chuàng)造企業(yè)相對優(yōu)勢。

總而言之，化工行業(yè)近些年各地區(qū)“零排放”“超低排放”，相關的工作人員必須要不斷探索傳統(tǒng)尾氣火炬模式中存在的問題，燃料可回收、可利用、降排放綜合利用上做研究，并且積極應用新型的技術和手段優(yōu)化工作內容，提高產(chǎn)業(yè)的科技含量，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]孫晨曦.焦爐煤氣制LNG富氫尾氣的應用[J].化工管理， 2019（23）.52-53.

[2]欒興國.膜分離技術用于合成氨廠回收氫氣并為LNG（液化天然氣）提供甲烷[J].區(qū)域治理，2018（26）.163.

[3]朱星科.合成氨尾氣生產(chǎn)LNG項目的工藝運行總結[J].純堿工業(yè)，2017（2）.43-45.