变压吸附分离气化煤气生产醋酸和甲醇的原料气

【摘要】：通过对兖矿国泰乙酰化工采用变压吸附装置从对置式四喷嘴气化炉生产的合成气中分离出CO用于醋酸和甲醇合成原料气的工艺进行了研究,主要考察了国内压力等级最高、气体处理量最大的变压吸附装置来从高压大流量水煤气中分离生产CO产品气和含氢混合气的可行性和有效性,为该工艺在大型粉煤气化制备CO原料气的工程实践方面提供可靠的技术依据。 大型变压吸附装置的调试运行表明,在温度40℃、压力3.5MPa(G),气体成分为：CO47.76%、CO214.33%、H237.00%、H2S+COS0.1%、N2+Ar0.45%和处理气量达70000Nm3/h的工况下,该变压吸附装置可以制备纯度达97%以上的CO产品气和浓度为70-75%的含氢混合气,可有效地脱除水煤气中的C02气体。 初期生产运行发现,变压吸附装置在处理高压水煤气过程中,出现了吸附剂粉化、回收率低下、出口气体压力波动大、程控阀密封面损坏、开停车时间较长和逆放阻力大等问题,这些都是制约CO分离系统正常稳定生产的最大矛盾和最关键因素。 通过深入分析变压吸附的影响因素和装置存在的问题进行针对性改造后,与传统生产醋酸及甲醇的原料气工艺相比,大型变压吸附装置在生产成本、运行稳定性、公用工程、产品气纯度和操作难度等方面都有较大的优势,CO产品气量由原先的13000-14000Nm3/h上升到19000～20000Nm3/h,降低CO产品气的生产成本每年近2000万元,不仅大幅度地提高了醋酸产品的利润空间,同时在生产系统稳定性上也获得有较大程度的改善。 【关键词】：变压吸附 水煤气 一氧化碳 气体分离 吸附剂
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ546
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 前言9-10
• 第1章 文献综述10-18
• 1.1 变压吸附的起源10-11
• 1.2 变压吸附原理的研究进展11-12
• 1.3 我国变压吸附的发展12-15
• 1.3.1 分离提纯氢气12-13
• 1.3.2 变压吸附脱碳13
• 1.3.3 变压吸附制氧气和氮气13-14
• 1.3.4 分离提纯CO14-15
• 1.3.5 变压吸附在其他领域应用15
• 1.4 兖矿国泰的两条CO产品气制备工艺15-18
• 1.4.1 焦炭与CO_2气化制备CO工艺16-17
• 1.4.2 变压吸附制备CO工艺17-18
• 第2章 吸附的基本概念和变压吸附工作原理18-35
• 2.1 吸附及吸附剂的基本概念18-30
• 2.1.1 吸附的定义18-19
• 2.1.2 吸附剂19-21
• 2.1.3 吸附的热力学基础等温吸附线和吸附平衡21-25
• 2.1.4 物质在吸附过程中的传递25-27
• 2.1.5 固定床吸附的流出曲线27-30
• 2.2 变压吸附的工作原理30-35
• 2.2.1 再生吸附剂的两种方法30-32
• 2.2.2 变压吸附过程的基本步骤32-33
• 2.2.3 选择吸附剂33-35
• 第3章 变压吸附分离气化煤气生产醋酸及甲醇原料气的流程35-40
• 3.1 气化炉工艺概况35
• 3.2 变压吸附工艺装置35-40
• 3.2.1 工艺过程概述36-40
• 第4章 高压变压吸附装置调试与运行对策40-54
• 4.1 问题的提出40-41
• 4.1.1 氢气压力波动40
• 4.1.2 收率低40
• 4.1.3 程控阀密封面冲刷严重40
• 4.1.4 CO提纯段逆放阻力大40
• 4.1.5 吸附剂粉化严重40-41
• 4.1.6 开停车需要的时间较长41
• 4.2 对变压吸附装置的优化、改造41-54
• 4.2.1 氢气压力波动消除41-44
• 4.2.2 CO收率提高44-45
• 4.2.3 程控阀冲刷45-49
• 4.2.4 三段逆放阻力降低49-50
• 4.2.5 吸附剂粉化改造50-51
• 4.2.6 开停车时间较长51-54
• 第5章 变压吸附装置从气化煤气分离CO的技术经济分析54-61
• 5.1 与传统工艺生产CO气比较所具有的优势54-57
• 5.1.1 原料成本54
• 5.1.2 运行成本54-55
• 5.1.3 公用工程所需种类、耗量较少55-56
• 5.1.4 产品气纯度较高56
• 5.1.5 操作简单、系统波动较少56-57
• 5.2 与传统工艺比较所具有的劣势57-59
• 5.2.1 脱硫、脱碳部分比较57
• 5.2.2 长周期稳定运行57-58
• 5.2.3 国泰公司制取CO两种工艺的对比分析58-59
• 5.3 经济效益分59-61
• 5.3.1 直接经济效益59-60
• 5.3.2 间接经济效益60
• 5.3.3 社会效益60-61
• 第6章 总结61-63
• 参考文献63-66
• 论文发表和科研项目参与情况66-67
• 致谢67

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