CO2 -svansgasrening och återhämtningsprocess i oljeanläggningar

Under de senaste åren, enligt de nationella kraven på energibesparing och utsläppsminskning, har petroleumförädlingsföretag och andra företag i allmänhet utrustats med koldioxidåtervinningsanordningar, och produktionskapaciteten för koldioxidåtervinningsanordningar har ökat snabbt. På grund av effekterna av folkhälsoevenemang har emellertid driftsättningstiden för nya koldioxidanordningar i allmänhet försenats. Nedströms koldioxidmarknaden involverar många branscher, och deras utvecklingsförhållanden är olika. Efterfrågan på koldioxid i framtiden är också annorlunda. Tillväxtpunkterna inom nedströmsindustrin är huvudsakligen koncentrerade till torris, livsmedelsbevarande, kemikalier, oljefältinjektion och oljeåtervinning, etc. Koldioxid används huvudsakligen i den kemiska industrin för att komplettera kol för nedströmsprodukter. Den huvudsakliga applikationsindustrin inkluderar produktion av dimetylkarbonat, glacial ättiksyra och andra produkter. Det förväntas att efterfrågan på koldioxid i industriell produktion kommer att öka i synkronisering med industriell produktion. Forskning om kemikalier med högt värde från koldioxid har gjort kontinuerliga genombrott, såsom koldioxid till metanol, olefiner, aromatik, bensin, koldioxid till myrsyra, koldioxid och metanreformering till syntesgas, koldioxid till nedbrytbar plast, etc., vilket förväntas vara massaproduktion. Dessutom har appliceringen av torr is som skärvätska i industriell produktion också gjort betydande framsteg.

För närvarande inkluderar de viktigaste metoderna för industriell återvinning och användning av koldioxid fysisk absorption och kemisk absorption, adsorptionsseparation, membranseparation, katalytisk oxidation, lågtemperaturdestillation och andra processer. Dessa tekniker använder alla skillnaderna mellan de fysiska eller kemiska egenskaperna hos koldioxid och dess tillhörande komponenter för att separera eller rena dem. Varje metod har sina fördelar och nackdelar, och den lämpliga metoden bör väljas utifrån återhämtningsvillkoren.

Nyckelord:koldioxid; återhämtningsteknik; gasrening; kondensering och rening

Absorptionsmetoden är en allmänt använt absorptionsmetod hemma och utomlands, främst inklusive fysisk absorption och kemisk absorption. I lösningen, när det finns ett högt tryck i lösningen, används vanligtvis högt tryck och låg temperaturabsorption, medan reducerad tryckuppvärmning används under analysen. Det valda absorptionsmaterialet har god selektivitet för koldioxid, hög löslighet, stabila egenskaper och ingen frätande effekt. Bra fysiska absorptionsmaterial inkluderar: polyetylenglykol, akrylat, etanol, monoetanolamindimetyleter och metanol. Den kemiska absorptionsmetoden avser reaktionen av koldioxid med vissa absorptionslösningsmedel för att producera en mellanliggande förening, medan andra gaser inte kommer att reagera med lösningsmedlet. Den producerade mellanföreningen kommer att sönderdelas till en koldioxid och ett lösningsmedel i en annan anordning. Denna metod kan kontinuerligt urladdas koldioxid, och absorptionslösningsmedlet återvinns och inser slutligen separationen av koldioxid från andra blandade gaser. Egenskaperna hos koldioxid med god selektivitet, stabil prestanda, låg toxicitet, låg korrosivitet, icke-flyktig, icke-brandfarlig och inga nya föroreningar har studerats. Vanligtvis används metyldietanolaminföreningar, monoetanolamin, etc.

Absorptionsmetoden är i allmänhet lämplig för behandling av gaser med en koldioxidkoncentration på mindre än 20%. Fördelarna med denna metod är snabb reaktionshastighet, förmågan att effektivt absorbera stora mängder koldioxid, god separationseffekt och lösningsmedlet som krävs för reaktionen kan vanligtvis återvinnas och återanvändas. Nackdelarna är att mycket energi krävs för att värma lösningsmedlet, och själva lösningsmedlet kan ha en risk för förorening.

Adsorptionsseparationsmetoden använder interaktionen mellan absorberande och koldioxid för att uppnå separationen av koldioxid. Adsorptionsmetoden kan delas upp i tre metoder enligt arbetstemperaturen och arbetstrycket: variabel temperatur, variabel tryck och variabel temperatur och variabelt tryck. Absorberaren används för att absorbera koldioxid under höga temperatur- och högtrycksförhållanden och sönderdelas sedan efter kylning och reducering av trycket, och koldioxiden separeras genom att ändra temperaturen och tryckcykeln. Traditionella adsorptionsmaterial inkluderar molekylsiktar, aluminiumoxid och aktivt kol. Den variabla temperaturabsorptionstekniken används vanligtvis för projekt som innehåller en liten mängd föroreningar eller svåra att ta bort och är en vanligt använt teknik i den nuvarande branschen.

Adsorptionsseparationsmetoden är i allmänhet lämplig för behandling av gaser med en koldioxidkoncentration på mindre än 80%. Fördelen med denna metod är att processen är enkel och föroreningar som är svåra att flyktiga kan effektivt tas bort genom adsorption. Nackdelarna är stora investeringar, högenergikonsumtion och kortsorbent med kort livslängd.

Membranseparationsmetoden använder tryckskillnaden mellan koldioxid som drivkraften för separationsprocessen för att separera olika gaspermeabiliteter och diffusionskoefficienter. Under separationsprocessen passerar den blandade gasen genom membranmaterialet. På grund av dess molekylstorlek och polaritet kan koldioxidmolekylerna passera genom membranmaterialet, medan andra gasmolekyler är blockerade på membranytan och därigenom uppnår effektiv separering och återhämtning av koldioxid. Membranmaterial är vanligtvis tillverkade av polymerer, keramik, metaller och andra material, med olika permeabiliteter och selektiviteter. Vanligt använda membranmaterial inkluderar cellulosaacetatmembran, polyetersulfonmembran, polypeptidmembran, polyimidmembran, polyfenylenoxidmodifierat membran, etc.

Membranseparationsmetoden är lämplig för behandling av gaser med rena gaskällor och koldioxidkoncentrationer under 80%. Det finns för närvarande inget storskaligt industriellt exempel. Dess egenskaper är ett litet fotavtryck, enkel drift, låg energiförbrukning och låg engångsinvestering. Nackdelen är att denna metod kräver förbehandling, filtrering och uttorkningsprocesser, med en hög reningshastighet, och föroreningar kommer att påverka membranets livscykel.

Den katalytiska oxidationsmetoden omvandlar huvudsakligen kolväteinnehållande ämnen i koldioxid rågas till koldioxid och vatten. Denna metod kan effektivt ta bort föroreningar i rågasen, och reningsgraden når 10 till 12 nivåer, men processen är komplicerad och energiförbrukningen och kostnaden är hög.

Den kryogena destillationsmetoden använder huvudsakligen skillnaden i kokpunkter i komponenterna i rågasen för att separera rågasen genom ett destillationstorn. Den ena är kondenseringsseparation, som använder kryogen teknik för att kondensera och separera koldioxid. Den andra är kondensationsseparation, som stelnar och separerar koldioxid vid en lägre temperatur enligt de olika kondensationstemperaturerna. Kryogen destillation återvinner gaser med en koldioxidkoncentration högre än 90%. Nackdelen är att separationseffekten inte är bra, och låg temperatur kan enkelt orsaka att utrustning och anläggningar blockeras, så den används vanligtvis sällan.

This combined process is to pressurize, dehydrogenate and dry the waste gas of the petroleum refining unit containing carbon dioxide, and gradually remove various light hydrocarbons, oxygen-containing organic matter, carbide and water components in carbon dioxide in a targeted manner, and then through liquefaction distillation and purification steps, it can meet the national food-grade product standards, and obtain high-purity food-grade liquid carbon dioxide och torris med en renhet på mer än 99.996%.

Under de senaste åren har standardkraven för koldioxid av industriell kvalitet och livsmedelskvalitet blivit allt högre, och användningen av koldioxid som återvinns med en enda processreningsmetod i industrin och livsmedelsbearbetning har varit kraftigt begränsad. Genom att ta koldioxidens svansgas som produceras av en 1 miljon T/A-etylenglykolenhet som en råmaterialgas för att producera livsmedelskvalitet koldioxid och torris som ett exempel, genomförs processteknologiska ruttval.

Svansgas som produceras av etylenglykolenheten är cirka 30 ton, med en temperatur på 60 grader och ett tryck på 0,03 MPa. Innehållet i varje komponent i svansgasen är: koldioxid större än eller lika med 80%, vatten: 17%, eten: 100 × 10-6 ~ 750 × 10-6, kloridjoner: 1 × 10-6 ~ 3 × 10-6 och spårmängder etylenoxid. Dessa föroreningar kan inte tas bort stabilt och effektivt genom absorption, adsorption, destillation och andra metoder. För närvarande är den mest effektiva metoden för att ta bort C2 och högre (inklusive syreinnehållande organiskt material) hemma och utomlands katalytisk oxidation. Den kombinerade processen för katalytisk oxidation och lågtemperaturdestillation kan användas för att rena koldioxid. Den årliga driften av denna process kan uppgå till 8 400 timmar och rågasbearbetningskapaciteten är 40% till 110%. Produktindikatorerna kan i grunden uppfylla livsmedelskvalitetsstandarderna. Renheten hos koldioxid kan nå 99,99%, produktkvaliteten är stabil och alla indikatorer kan vara bättre än "National Food Safety Standard Food Additive Carbon Dioxide" GB 1886.228-2016 Standard eller ISBT-standard, och det finns inget avfallsvatten eller avfallsvätskeflukt under produktionsprocessen, inga VOC: er i svansgas, och svansgasens indikatorer för indikatorerna för den projektet och det möte och det lokala och lokalt utsläppsutloppet under produktionsprocessen, inga VOCS i svansgasen, och svansgasens indikatorer för den indikatorer som möter.

Gasreningssystemet inkluderar en vattenkylare, en adsorptionstank, en dehydrogeneringsförehållare, ett dehydrogeneringsoxidationstorn, en dehydrogeneringsvattenkylare, en förkylare och en torktumlare.

Koldioxidavgasgasen från etylenglykolenheten har en hög temperatur och innehåller mättat vatten. För att förbättra kompressorns effektivitet måste rågas kylas. Efter att ha kylts och separeras av vattenkylaren trycks rågasen av koldioxidgaskompressorn och kommer in i adsorptionstanken. Oljan, vatten, klorider och andra toxiska ämnen som kan transporteras filtreras ut för att skydda dehydrogeneringskatalysatorn. Efter att ha värmts upp av dehydrogeneringsförhärdaren, kommer den in i dehydrogeneringsreningstornet. Under verkan av den aktiva katalysatorn (ädelmetallkatalysator) och en viss temperatur, reagerar alla kolväten (inklusive syreinnehållande organiskt material) och andra brännbara komponenter i koldioxidgas med syre för att generera koldioxid och H2O. Efter att värmen har återvinns av dehydrogeneringsförhärdaren går den till torktumlaren för att ta bort fukt. Det totala kolväteinnehållet i den renade och torkade gasen är mindre än eller lika med 48 × 10^-6, icke-metan kolväten mindre än eller lika med 18 × 10^-6och fukt mindre än eller lika med 18 × 10^-6.

Huvudreaktionsekvationen:
C₂H₄+3O₂→ 2co₂+2H₂O+Q
C_xH_y+O₂→ xco₂+y /2H₂O
C_xH_yO+O₂→ xco₂+y /2H₂O
Alla är katalytiskt oxiderade till CO₂och h₂O.

Torkningssystemet använder multifunktionella molekylsiktadsorbenter och kan välja fettadsorbenter, kloridadsorbenter, vattenabsorbenter, torkmedel och torkmedel, som bidrar till ytterligare rening av koldioxidgas. Adsorbent regenerering kan anta en mer miljövänlig helt stängd cykelregenereringsprocess, direkt med hjälp av värmeenergin från katalytisk dehydrogenering för regenerering, med låg energiförbrukning och inga avgasutsläpp, vilket säkerställer en stabil koldioxidåtervinningsgrad för anordningen, och endast kondensat släpps under regenereringsprocessen.

Liquefaction and Purification -systemet inkluderar en återstående kallåtervinningsanordning, en flytande, ett reningstorn, en reboiler och en underkylare.

Efter torkning kommer koldioxidgas in i den återstående förkylningsanordningen och utbyter värme med luften som släpps ut från toppen av reningstornet. Efter att ha återhämtat kylan kommer den in i flytande och är flytande under kylningen av Freon. Utloppskoldioxidvätskan styrs vid ungefär -16 grader och kommer sedan in i reningstornet för destillation. Den nedre delen av reningstornet styrs av en reboiler för att kontrollera tornkokaren temperatur vid -13 ~ -15 grader, tornets toppindunstningstemperatur vid -30 grader och trycket styrs vid cirka 2,2 MPa. Koldioxiden som indunstas med den icke-kondenserbara gasen (O2, N2, etc.) kyls ytterligare och återvinns för att förbättra utbytet. Eftersom vätskans temperatur i den nedre delen av reningstornet är relativt högt, kan en subkylare för att minska lagringsförluster ställas in efter reningstornet. Avdunstningstemperaturen för underkylaren styrs vid -30 grader, så att temperaturen på koldioxidvätskan reduceras till -25 grader för lagring i en sfärisk tank med låg temperatur. Produkten lagras i koldioxid sfäriska tankar, varav en del transporteras med tankbilar och en del används som torris råmaterial.

Kylningsprocessen använder förångningsegenskaperna hos medelstora och lågtrycksfreon för att kyla och flytande koldioxidgas vid olika temperaturer, vilket kan förbättra kondenseringseffektiviteten för koldioxidgas kraftigt.

Torhet kan produceras genom att minska trycket av flytande koldioxid till normalt tryck, förångande en del av koldioxiden i gas och sedan kyla den andra delen av vätskan till snöflingliknande fasta ämnen och sedan pressa den i block eller granuler genom ett kylskåp. Efter förpackning placeras den i en isolerad låda och levereras till kunder med bil. Luften som frigörs av torris byts ut med utloppsgasen från torriskompressorn genom kylaren i torrisen och går sedan in i torrisgaskompressorn för komprimering. När den komprimerade gasen har bytts utbytt är den ansluten till systemets flytande inlopp för återvinning.

Avfallsgas:Torkbädden och adsorptionssängen regenereras regelbundet, och den icke-kondenserbara gasen i destillationstornet används som regenereringsgas. Den urladdade regenererade svansgasen uppfyller den direkta urladdningsstandarden och kan släppas direkt. För svansgasen som innehåller en liten mängd eten och annan undermålig svansgas under onormala arbetsförhållanden kan den införlivas i avfallsgas och avfalls flytande förbränningssystem för förbränningsbehandling. Generellt sett är rökgasens uppehållstid större än eller lika med 2 s, och förbränningseffektiviteten är större än eller lika med 99,9%, vilket uppfyller standardutsläppet av avfallsgas under onormala arbetsförhållanden.

Avloppsvatten:Avloppsvatten för denna process är 6 m³/h, och urladdningsvolymen är liten, som kan användas direkt som cirkulerande kylvatten.

Fast avfall:Denna process kommer endast att generera fast avfall under underhållsperioden, främst adsorbent, molekylsikt och dehydrogeneringskatalysator; Aktivt kol är ett farligt avfall, molekylsikten är silikat, vilket är ett allmänt avfall, och dehydrogeneringskatalysatorn innehåller ädelmetaller, vilket är ett allmänt fast avfall. När ovanstående fast avfall har genererats kan det skickas till en kvalificerad enhet för bortskaffande efter att ha lagrats tillfälligt i det farliga avfallet/allmänt avfallslagret.

Den flytande produktkoldioxiden kan transporteras till den sfäriska koldioxiden genom rörledningar. Inloppsrörledningen ska vara utrustad med en avstängd ventil och en koldioxid sfärisk tanknivån. För att förhindra faran för att koldioxidsfärisk tank är full av vätska, är en höghög låsning av den sfäriska tanknivånmätaren inställd för att stänga den flytande koldioxiden i den sfäriska tankens rörledningsventil; För att förhindra faran för att koldioxidsfärisk tank evakueras, är ett lågt lågt spärr av den sfäriska tanknivånmätaren inställd för att stänga den sfäriska tankuttagets avbrottsventil; Den flytande koldioxidbelastningsrörledningen är utrustad med en avstängd ventil och en koldioxid sfärisk tanknivån för tanknivån och låg-låga vätskenivån stänger belastningsrörsledningsventilen; Den flytande koldioxid till torrismaskinens rörledning är utrustad med en avstängd ventil och en koldioxid sfärisk tanknivån för tanknivån, och låglåga vätskenivån stänger av den torra ismaskinens avgränsningsventil; Fyllpumpen i lastningsprocessen är utrustad med ett flödesmätargränsterlås för att stänga den sfäriska tankens utloppsledningsventil.

Online analytical instrument systems such as total hydrocarbon analyzer, trace sulfur analyzer, benzene analyzer, oxygen analyzer, and intelligent dew point meter are set up to sample and analyze the inlet and outlet of the carbon dioxide adsorption tank, the outlet of the dehydrogenation water cooler, the outlet of the dryer, the outlet of the purification tower vent, the outlet of the purification tower kettle, the VENT -huvudröret, utloppet av den kryogena sfäriska tankfyllningsledningen, utloppet av den kryogena sfäriska tanken för torrtankar och utloppet av den kryogena sfäriska tankventilen. En brännbar gasdetektor på nätet ställs in efter rågasadsorptionstanken, och online -detektering och analys av syreinnehåll och kolväteinnehåll ställs in vid utloppet av dehydrogeneringsoxidatorn. Komponenterna och egenskaperna hos rågas vid varje bearbetningssteg analyseras i realtid, och varje övervakning av datasignalen införs i DCS-systemet för realtidsövervakning, och dess koncentration styrs till att vara mindre än 25% av det lägsta värdet för den lägre explosionsgränsen för den mest explosiva komponenten och den blandade gasen. När den brännbara gasen lel% i inloppsblandad gas överstiger 25% av den lägre explosionsgränsen kommer systemet att låsa sig in och klippa av dehydrideringsoxidationsfoderventilen för att förhindra att explosiv gas kommer in i dehydrogeneringsoxidatorn under onormala förhållanden i förväg, för att säkerställa en säker och tillförlitlig drift av anordningen.

Nödtrycksavlastningssystemet beaktar tryckkretsen som skyddas av säkerhetsanordningen (säkerhetsventilen) och väljer den största från urladdningsförhållandena som kan orsakas av felet för varje nyckelkomponent som tryckavlastningsinställningens värde för säkerhetsventilen. Tryckkärl och rörledningar är utrustade med säkerhetsventiler i händelse av övertryck, såsom adsorptionstankinlopps- och utloppsrörledningar, regenerering av elektriska värmeloppsledningar, torktumlare -rörledningar, reningstornets inloppsrör, underkylning av separatorer, koldioxid Spherical Tanks, etc. Systemet är övertryckt, börjar det, underkylningspressen.

NewtekHuvudsakligen exponerar på val av processväg för återhämtning och rening av högkoncentration koldioxid i svansgas som släpps ut av petroleumförädlingsindustrin. According to the differences in carbon dioxide purity, impurity composition, process parameters, product quality requirements and recovery rate in the tail gas of different units, combined with the characteristics of various process methods for carbon dioxide recovery and purification, a suitable combined process method is selected to fundamentally solve the safety and product quality problems caused by changes in the impurity composition in the exhaust gas, so as to ensure the "safe, stable, full and excellent" operation of the unit.

Ta a₂O Process som ett exempel, genom processprincipanalys och fältforskning av avloppsreningsverk, i kombination med relevanta specifikationer och standarder, de konventionella och indirekta identifieringsmetoderna för a₂O Processoperationsstatus bestäms i sin tur, och identifieringsbasen baserad på terminalföroreningsövervakningsindikatorer, processparametrar, avloppsbehandlingsanläggning Kraftförbrukning, slamutsläpp, utrustningens driftsstatus etc. föreslås. På grundval är drifts- och underhållsförmågan när det gäller processparametrar, indikatorer för lera och vatten, utrustningens driftsstatus etc.₂O Process.