CO2 uodegos dujų valymo ir atkūrimo procesas naftos gamyklose

Pastaraisiais metais, atsižvelgiant į Nacionalinius energijos taupymo ir išmetamųjų teršalų mažinimo politikos reikalavimus, naftos rafinavimo įmonės ir kitos įmonės paprastai buvo aprūpinti anglies dioksido atkūrimo įtaisais, o anglies dioksido atkūrimo prietaisų gamybos pajėgumai greitai padidėjo. Tačiau dėl visuomenės sveikatos įvykių poveikio naujų anglies dioksido prietaisų paleidimo laikas paprastai buvo atidėtas. Pasrovio anglies dioksido rinka apima daugybę pramonės šakų, o jų vystymosi sąlygos skiriasi. Ateityje anglies dioksido paklausa taip pat skiriasi. Pasrovio pramonės augimo taškai daugiausia koncentruojami į sausą ledą, maisto išsaugojimą, chemikalus, naftos lauko injekciją ir naftos atkūrimą ir kt. Anglies dioksidas daugiausia naudojamas chemijos pramonėje, norint papildyti anglies kiekį pasroviui. Pagrindinės taikymo pramonės šakos apima dimetilo karbonato, ledyninės acto rūgšties ir kitų produktų gamybą. Tikimasi, kad anglies dioksido paklausa pramoninėje gamyboje padidės sinchronizavimo su pramonine gamyba. Didelės vertės cheminių medžiagų iš anglies dioksido chemikalų tyrimai padarė nuolatinius proveržus, tokius kaip anglies dioksidas iki metanolio, olefinų, aromatinių medžiagų, benzino, anglies dioksido iki skruzdžių rūgšties, anglies dioksido ir metano pertvarkymo iki sintezės dujų, anglies dioksido iki skilimo plastikų ir kt. Be to, didelę pažangą padarė sauso ledo, kaip pjovimo skysčio, naudojimas pramoninėje gamyboje.

Šiuo metu pagrindiniai anglies dioksido pramoninio perdirbimo ir panaudojimo metodai apima fizinę absorbciją ir cheminę absorbciją, adsorbcijos atskyrimą, membranų atskyrimą, katalizinę oksidaciją, distiliuojamą žemos temperatūrą ir kitus procesus. Visos šios technologijos naudoja skirtumus tarp anglies dioksido fizinių ar cheminių savybių ir su juo susijusių komponentų, kad juos atskirtų ar išvalytų. Kiekvienas metodas turi savo pranašumų ir trūkumų, todėl reikėtų pasirinkti tinkamą metodą, atsižvelgiant į atkūrimo sąlygas.

Raktiniai žodžiai:Anglies dioksidas; atkūrimo technologija; dujų valymas; Skystymas ir apsivalymas

Absorbcijos metodas yra plačiai naudojamas absorbcijos metodas namuose ir užsienyje, daugiausia įskaitant fizinę absorbciją ir cheminę absorbciją. Tirpale, kai tirpale yra aukštas slėgis, paprastai naudojamas aukštas slėgis ir žemos temperatūros absorbcija, o analizės metu naudojamas sumažėjęs slėgio kaitinimas. Pasirinkta absorbcijos medžiaga turi gerą selektyvumą anglies dioksidui, dideliam tirpumui, stabilioms savybėms ir nėra korozinio poveikio. Geros fizinės absorbcijos medžiagos apima: polietilenglikolio, akrilato, etanolio, monoethanolamino dimetilo eterio ir metanolio. Cheminio absorbcijos metodas reiškia anglies dioksido reakciją su tam tikrais absorbcijos tirpikliais, kad susidarytų tarpinis junginys, o kitos dujos nereaguos su tirpikliu. Pagamintas tarpinis junginys bus suskaidytas į anglies dioksidą ir tirpiklį kitame prietaise. Šis metodas gali nuolat išleisti anglies dioksidą, o absorbcijos tirpiklis perdirbamas ir galiausiai supranta anglies dioksido atskyrimą nuo kitų mišrių dujų. Anglies dioksido, turinčio gerą selektyvumą, stabilų našumą, mažą toksiškumą, mažą koroziją, nedalyvaujančią, nedegą ir naujų teršalų, charakteristikos. Dažniausiai naudojami metildietanolamino junginiai, monoetanolaminas ir kt.

Absorbcijos metodas paprastai yra tinkamas dujoms gydyti, kurių anglies dioksido koncentracija yra mažesnė nei 20%. Šio metodo pranašumai yra greitas reakcijos greitis, gebėjimas efektyviai absorbuoti didelius anglies dioksido kiekį, gerą atskyrimo efektą, o reakcijai reikalingas tirpiklis paprastai gali būti perdirbamas ir pakartotinai naudojamas. Trūkumai yra tai, kad tirpikliui šildyti reikia daug energijos, o pats tirpiklis gali turėti užteršimo rizikos.

Adsorbcijos atskyrimo metodas naudoja absorbcijos ir anglies dioksido sąveiką, kad būtų galima atskirti anglies dioksidą. Adsorbcijos metodą galima suskirstyti į tris metodus pagal darbinę temperatūrą ir darbinį slėgį: kintama temperatūra, kintamasis slėgis, kintama temperatūra ir kintamasis slėgis. Absorberis naudojamas anglies dioksidui absorbuoti esant aukštai temperatūrai ir aukšto slėgio sąlygoms, o po to, kai aušina ir mažina slėgį, suskaido jį, o anglies dioksidas yra atskirtas keičiant temperatūros ir slėgio ciklą. Tradicinės adsorbcijos medžiagos apima molekulinius sietus, aliuminį oksidą ir aktyvuotą anglį. Kintamos temperatūros absorbcijos technologija paprastai naudojama projektams, kuriuose yra nedidelis priemaišų kiekis arba sunku pašalinti, ir yra dažniausiai naudojama technologija dabartinėje pramonėje.

Adsorbcijos atskyrimo metodas paprastai yra tinkamas dujoms gydyti, kurių anglies dioksido koncentracija yra mažesnė kaip 80%. Šio metodo pranašumas yra tas, kad procesas yra paprastas, o priemaišų, kurias sunku lakinti, gali būti veiksmingai pašalinami adsorbcija. Trūkumai yra didelės investicijos, didelės energijos suvartojimo ir trumpo adsorbento tarnavimo tarnavimo laikas.

Membranos atskyrimo metodas naudoja anglies dioksido slėgio skirtumą kaip atskyrimo proceso varomąją jėgą, kad būtų galima atskirti skirtingus dujų pralaidumus ir difuzijos koeficientus. Atskyrimo proceso metu sumaišytos dujos praeina per membranos medžiagą. Dėl savo molekulinio dydžio ir poliškumo anglies dioksido molekulės gali praeiti pro membranos medžiagą, o kitos dujų molekulės yra blokuojamos membranos paviršiuje, taip pasiekiant veiksmingą anglies dioksido atskyrimą ir atkūrimą. Membranos medžiagos paprastai gaminamos iš polimerų, keramikos, metalų ir kitų medžiagų, turinčių skirtingą pralaidumą ir selektyvumą. Dažniausiai naudojamos membranos medžiagos apima celiuliozės acetato membraną, poliethersilfono membraną, polipeptido membraną, poliimido membraną, polifenileno oksido modifikuotą membraną ir kt.

Membranos atskyrimo metodas yra tinkamas dujoms gydyti su švarių dujų šaltiniais ir anglies dioksido koncentracija, mažesnė nei 80%. Šiuo metu nėra didelio masto pramoninio pavyzdžio. Jo charakteristikos yra nedidelis pėdsakas, paprastas eksploatavimas, mažai energijos suvartojant ir mažai vienkartinių investicijų. Trūkumas yra tas, kad šis metodas reikalauja išankstinio apdorojimo, filtravimo ir dehidratacijos procesų, turinčių aukštą gryninimo greitį, o priemaišos paveiks membranos gyvavimo ciklą.

Katalizinio oksidacijos metodas angliavandenilių turinčias anglies dioksido žaliavų dujas daugiausia paverčia anglies dioksidu ir vandeniu. Šis metodas gali veiksmingai pašalinti neapdorotų dujų priemaišas, o valymo laipsnis siekia 10–12 lygių, tačiau procesas yra sudėtingas, o energijos suvartojimas ir išlaidos yra didelės.

Kriogeninio distiliavimo metodas daugiausia naudoja žalių dujų komponentų virimo taškų skirtumus, kad atskirtų žalias dujas per distiliavimo bokštą. Vienas iš jų yra suskystinimo atskyrimas, kuris naudoja kriogeninę technologiją suskystinant ir atskirti anglies dioksidą. Kitas yra kondensacijos atskyrimas, kuris sukietėja ir atskiria anglies dioksidą žemesnėje temperatūroje, atsižvelgiant į skirtingą kondensacijos temperatūrą. Kriogeninis distiliavimas atgauna dujas, kurių anglies dioksido koncentracija yra didesnė nei 90%. Trūkumas yra tas, kad atskyrimo efektas nėra geras, o žema temperatūra gali lengvai užblokuoti įrangą ir įrenginius, todėl jis paprastai naudojamas retai.

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 Skystas anglies dioksidas ir sausas ledas, kurio grynumas viršija 99,996%.

Pastaraisiais metais standartiniai pramoninio ir maisto dydžio anglies dioksido reikalavimai tapo vis didesni, o anglies dioksido naudojimas, atkuriamas vieno proceso valymo metodu pramonėje ir maisto apdorojimui, buvo labai apribotas. Paėmus anglies dioksido uodegos dujas, kurias gamina 1 mln. T/A etilenglikolio vienetas kaip žaliavos dujos, kad būtų pagamintas skysto anglies dioksido ir sauso ledo gaminti kaip pavyzdį, proceso technologijos maršruto pasirinkimas atliekamas.

Etilenglikolio vieneto pagamintos uodegos dujos yra apie 30 t/h, jos temperatūra yra 60 laipsnių, o slėgis - 0,03 MPa. Kiekvieno uodegos dujų komponento kiekis yra toks: anglies dioksidas, didesnis arba lygus 80%, vanduo: 17%, etilenas: 100 × 10-6 ~ 750 × 10-6, chlorido jonai: 1 × 10-6 ~ 3 × 10-6 ir nedidelis etileno oksido kiekis. Šių priemaišų negalima stabiliai ir efektyviai pašalinti absorbcija, adsorbcija, distiliavimas ir kiti metodai. Šiuo metu efektyviausias C2 ir aukštesnio (įskaitant deguonies turinčių organinių medžiagų) pašalinimo būdas namuose ir užsienyje yra katalizinė oksidacija. Anglies dioksidui išvalyti gali būti naudojamas kombinuotas katalizinės oksidacijos ir žemos temperatūros distiliavimo procesas. Metinis šio proceso veikimas gali pasiekti 8 400 valandų, o neapdorotų dujų apdorojimo pajėgumas yra 40–110%. Produktų rodikliai iš esmės gali atitikti maisto kokybės standartus. Anglies dioksido grynumas gali siekti 99,99%, produkto kokybė yra stabili, o visi rodikliai gali būti geresni nei „Nacionalinio maisto saugos standartinio maisto priedo anglies dioksido“ GB 1886.228-2016.

Dujų valymo sistemą sudaro vandens aušintuvas, adsorbcijos bakas, dehidrogenavimo įkaitis, dehidrogenavimo oksidacijos bokštas, dehidrogeninio vandens aušintuvas, išankstinis aušintuvas ir džiovintuvas.

Etilenglikolio vieneto anglies dioksido išmetamųjų dujų dujos turi aukštą temperatūrą ir joje yra sočiųjų vandens. Norint pagerinti kompresoriaus efektyvumą, neapdorotus dujas reikia atvėsinti. Po to, kai aušinama ir atskirta vandens aušintuvu, neapdorotos dujos yra daromos slėgiu anglies dioksido dujų kompresoriumi ir patenka į adsorbcijos baką. Aliejus, vanduo, chloridai ir kitos toksiškos medžiagos, kurios gali būti gabenamos, filtruojamos siekiant apsaugoti dehidrogenavimo katalizatorių. Kai buvo įkaitinta dehidrogenavimo įkaitintuvu, jis patenka į dehidrogenavimo valymo bokštą. Veikiant aktyviam katalizatoriui (tauriajam metalo katalizatoriui) ir tam tikrai temperatūrai, visi angliavandeniliai (įskaitant deguonies turinčias organines medžiagas) ir kiti degūs komponentai anglies dioksido dujose reaguoja su deguonimi, kad būtų generuojami anglies dioksidas ir H2O. Po šilumos atgaunant dehidrogenavimo pašildymą, jis eina į džiovintuvą, kad pašalintų drėgmę. Bendras angliavandenilių kiekis išgrynintose ir džiovintose dujose yra mažesnis arba lygus 48 × 10^-6, ne metano angliavandeniliai, mažesni nei 18 × 10^-6, ir drėgmė mažesnė arba lygi 18 × 10^-6.

Pagrindinė reakcijos lygtis:
C₂H₄+3O₂→ 2CO₂+2H₂O+Q
C_xH_y+O₂→ xco₂+y /2H₂O
C_xH_yO+O₂→ xco₂+y /2H₂O
Visi yra kataliziškai oksiduojami iki CO₂ir h₂O.

Džiovinimo sistemoje naudojami daugiafunkciniai molekulinių sietų adsorbentai ir gali pasirinkti riebalų adsorbentus, chlorido adsorbentus, vandens absorbentus, sausumos ir sausiklius, kurie skatina toliau valyti anglies dioksido dujas. Adsorbento regeneracija gali priimti ekologiškesnį visiškai uždaro ciklo regeneracijos procesą, tiesiogiai naudodamas katalizinio dehidrogenavimo šilumos energiją regeneracijai, mažai energijos suvartojant ir be išmetamųjų dujų išmetimo, užtikrinant stabilų anglies dioksido atkūrimo greitį, ir tik kondensatas yra išmetimas regeneracijos metu.

Skubėjimo ir valymo sistemą sudaro liekamasis šalčio atkūrimo įtaisas, suskystinimas, valymo bokštas, reboileris ir antrinis aušintuvas.

Po džiovinimo anglies dioksido dujos patenka į likusį šalčio atkūrimo įtaisą ir keičiasi šiluma, kai oras išleidžiamas iš valymo bokšto viršaus. Po to, kai atsigavo šaltis, jis patenka į suskystinimą ir yra suskystintas šaldytuve Freonas. Išvando anglies dioksido skystis yra kontroliuojamas maždaug -16 laipsnio, o po to patenka į valymo bokštą distiliavimui. Apatinę valymo bokšto dalį kontroliuoja „ReBoiler“, kad būtų galima kontroliuoti bokšto virdulio temperatūrą –13 ~ –15 laipsnių, bokšto viršutinės garinimo temperatūra esant –30 laipsnių, o slėgis kontroliuojamas maždaug 2,2 MPa. Anglies dioksidas, išgaruojamas su nekontroliuojamomis dujomis (O2, N2 ir kt.), Toliau aušinamas ir atkuriamas, kad pagerintų derlių. Kadangi skysčio temperatūra apatinėje valymo bokšto dalyje yra palyginti aukšta, siekiant sumažinti laikymo nuostolius, po valymo bokšto galima nustatyti antrinį aušintuvą. Papilo aušintuvo išgarinimo temperatūra yra kontroliuojama –30 laipsnių, kad anglies dioksido skysčio temperatūra būtų sumažinta iki –25 laipsnių, kad būtų galima laikyti žemos temperatūros sferinėje rezervuare. Produktas yra laikomas anglies dioksido sferiniuose rezervuaruose, kurių dalį gabena rezervuarų sunkvežimiai, kurių dalis naudojama kaip sausa ledo žaliava.

Šaldymo procese naudojamos vidutinio ir žemo slėgio FREON garinimo charakteristikos, kad būtų galima atvėsti ir suskystinti anglies dioksido dujas esant skirtingoms temperatūroms, o tai gali žymiai pagerinti anglies dioksido dujų suskystinimo efektyvumą.

Sausas ledas gali būti gaminamas sumažinant skysto anglies dioksido slėgį iki normalaus slėgio, garindama dalį anglies dioksido į dujas, o po to kitą skysčio dalį atvėsinant į snaigę primenančias kietąsias medžiagas, o po to suspaudžiant į blokus ar granules per šaldytuvą. Po pakuotės jis dedamas į izoliuotą dėžę ir pristatoma klientams automobiliu. Oras, išleistas sausu ledu, keičiamasi sauso ledo kompresoriaus išleidimo dujomis per sauso ledo atkūrimo aušintuvą, o tada patenka į sausų ledo dujų kompresorių. Kai suslėgtos dujos keičiamasi šilumos, jos yra sujungtos su sistemos suskystinimo įvadu perdirbimui.

Šiukšlių dujų kiekis:Džiovinanti lova ir adsorbcijos lova reguliariai regeneruojamos, o distiliavimo bokšto nekontrensuojamos dujos naudojamos kaip regeneracijos dujų šaltinis. Išleistos regeneruotos uodegos dujos atitinka tiesioginio iškrovos standartą ir gali būti tiesiogiai išleidžiami. Uodegos dujoms, kuriose yra nedidelis etileno ir kitų nestandartinių uodegos dujų kiekis nenormaliomis darbo sąlygomis, jas galima įtraukti į atliekų dujas ir skysčių deginimų deginimo sistemą deginimo apdorojimui. Paprastai išmetamųjų dujų buvimo laikas yra didesnis arba lygus 2 s, o degimo efektyvumas yra didesnis arba lygus 99,9%, o tai atitinka standartinį atliekų dujų išleidimą nenormaliomis darbo sąlygomis.

Nuotekos:Šio proceso nuotekų išleidimo tūris yra 6 m³/h, o išleidimo tūris yra mažas, kuris gali būti tiesiogiai naudojamas kaip cirkuliuojantis aušinimo vanduo.

Kietosios atliekos:Šis procesas generuos tik kietąsias atliekas palaikymo laikotarpiu, daugiausia adsorbuojančiu, molekuliniu sietu ir dehidrogenavimo katalizatoriumi; Aktyvuota anglis yra pavojingos atliekos, molekulinis sietas yra silikatas, kuris yra bendros atliekos, o dehidrogenavimo katalizatoriuje yra tauriųjų metalų, kurie yra bendros fiksuotos atliekos. Sukūrus aukščiau pateiktas kietas atliekas, jas galima išsiųsti į kvalifikuotą vienetą, kurį reikia sunaikinti, laikinai laikant pavojingose atliekose/bendrojoje kietųjų atliekų sandėlyje.

Skystųjų produktų anglies dioksidas gali būti gabenamas į anglies dioksido sferinį rezervuarą per vamzdynus. Įleidimo vamzdyną reikia aprūpinti nukirptu vožtuvu ir anglies dioksido sferinio rezervuaro lygio matuokliu. Norint užkirsti kelią anglies dioksido sferinio rezervuaro, kuriame pilna skysčio, pavojus, aukštai aukštai sferinio rezervuaro lygio matuoklio blokavimas yra nustatytas, kad skysčio anglies dioksidas būtų uždarytas į sferinio rezervuaro vamzdyno iškirpos vožtuvą; Norint užkirsti kelią evakuojamo anglies dioksido sferinio rezervuaro pavojui, yra nustatytas žemai žemas sferinio rezervuaro lygio matuoklio blokavimas, kad būtų uždarytas sferinio rezervuaro išleidimo vamzdyno vožtuvas; Skystųjų anglies dioksido pakrovimo vamzdyne yra iškirptas vožtuvas ir anglies dioksido sferinio rezervuaro lygio matuoklis, o žemo lygio skysčio lygio blokavimas uždaro pakrovimo vamzdyno iškirpimo vožtuvą; Skystųjų anglies dioksido iki sauso ledo mašinos vamzdyno yra įrengtas iškirpto vožtuvas ir anglies dioksido sferinio rezervuaro lygio matuoklis, o žemo lygio skysčio lygio blokavimas uždaro sauso ledo mašinos vamzdyno iškirpto vožtuvą; Užpildymo siurblys įkrovos procesą yra aprūpintas srauto matuoklio ribiniu bloku, kad būtų uždarytas sferinio rezervuaro išleidimo vamzdyno vožtuvas.

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 Ventiliacinis vamzdis, kriogeninio sferinio rezervuaro užpildymo vamzdyno išleidimas, kriogeninio sferinio rezervuaro sauso ledo šalinimo vamzdyno išleidimas ir kriogeninės sferinės rezervuaro išleidimo angos išleidimas. Deguotų dujų internetinis detektorius nustatomas po neapdorotų dujų adsorbcijos bako, o deguonies kiekio ir angliavandenilių kiekio aptikimas ir analizė nustatomi atitinkamai dehidrogenavimo oksidatoriaus išleidime. Neapdorotų dujų komponentai ir charakteristikos kiekviename apdorojimo etape analizuojami realiuoju laiku, o kiekvienas stebėjimo duomenų signalas įvedamas į DCS sistemą realiojo laiko stebėjimui, o jo koncentracija kontroliuojama kaip mažesnė nei 25% žemiausio mažesnio sprogimo ribos, susijusios su sprogstamiausiomis komponentais ir mišriomis dujomis. Kai degiosios dujų kiekis, gautas į įleidimo mišrias dujas, viršija 25% mažesnio sprogimo ribos, sistema užklups ir nutrauks dehidrogenavimo oksidatoriaus tiekimo vožtuvą, kad iš anksto nesukeltų sprogstamųjų dujų patekimo į dehidrogenizacijos oksidatorių, nes užtikrinant saugų ir patikimą prietaiso veikimą.

Avarinio slėgio mažinimo sistema svarsto slėgio grandinę, kurią saugo apsauginis įtaisas (apsauginis vožtuvas), ir pasirenka didžiausią iš išleidimo sąlygų, kurias gali sukelti kiekvieno pagrindinio komponento gedimas kaip apsauginio vožtuvo slėgio palengvinimo sąlygų nustatymo vertė. Slėgio indai ir vamzdynai yra aprūpinti apsauginiais vožtuvais, esant didesniam slėgiui, pavyzdžiui, adsorbcijos bako įleidimo angos ir išleidimo vamzdynai, regeneracijos elektrinio šildytuvo įleidimo vamzdynai, džiovyklos įleidimo vamzdynai, valymo bokšto įleidimo vamzdynai, pakopos separatoriai, anglies dioksido rutuliniai rezervuarai ir tt, kai sistema yra perviršyta, seifo vamzdynas, kad būtų galima palengvinant slėgį.

NewtekDaugiausia paaiškina proceso maršruto parinkimą, kad būtų galima atsigauti ir valyti aukštos koncentracijos anglies dioksidą uodegos dujose, kurias skleidžia naftos rafinavimo pramonė. Remiantis įvairių vienetų uodegos dujomis, atsižvelgiant į anglies dioksido grynumo, priemaišų sudėties, proceso parametrų, produkto kokybės reikalavimų ir atkūrimo greičio skirtumus, kartu su įvairių anglies dioksido atkūrimo ir gryninimo proceso metodų savybėmis, kad būtų galima išspręsti saugumo ir produkto kokybės problemas, atsirandančias dėl priemaišų keitiklio, taip, kad būtų užtikrintas „saugumas ir produkto kokybės problemos, kurias sukelia prikimšto keitiklis.

Paimkite a₂O Procesas kaip pavyzdys, atlikdamas proceso principą ir nuotekų valymo įrenginių lauko tyrimus, kartu su atitinkamomis specifikacijomis ir standartais, įprastais ir netiesioginiais A identifikavimo metodais₂O Proceso operacijos būsena nustatoma paeiliui, o identifikavimo pagrindas, pagrįstas terminalo teršalų stebėjimo rodikliais, proceso parametrais, nuotekų valymo įrenginių energijos suvartojimu, dumblo išleidimu, įrangos veikimo būsena ir kt. Remiantis tuo, yra išsamiai išanalizuota eksploatavimo ir priežiūros įgūdžiai, susiję su proceso veikimo parametrais, purvo ir vandens nuosavybės rodikliais, įrangos veikimo būsena ir kt.₂O procesas.