焦炭、纯氧、二氧化碳制一氧化碳气化工艺技术经济分析.docVIP

焦炭、纯氧、：二氧化碳制一氧化碳气化工艺技术经济分析 马斌 (鸢§泰I程公司) 邓蜀平 阁亚明 (中国科学皖山蔼煤化所) 黼 近年来我国有机合成发展迅猛，甲酸、醋酸、醋酐、MDII、TDI等产品越来越紧俏，甲薛 的牛产也需开拓后续产品．各牛产厂家都存寻求先进、可靠、具有竞争力的CO牛产技术，以 发展后续产品，占领国内市场。我国CO生产已有ILH‘年的历史，但制各CO气体发生炉仍采 j{；；j五十年代引进苏联和七十年代引进臼本的设备a其设备结构简单，生产和排渣阀间断进行， 这种生产：[艺采用纯氧和冶金焦炭(或沥青焦)为原料。其缺点是单台设备产景仅100Nm3／t1 左右。锕二氧化碳～纯氯～焦炭连续气化制一氧化碳气，国外一些公司也在探索开发，到目 前为止，只有专刹报道，尚没有工业化生产装置的应用。化_』部华泰工程公司凭借其多年来在 煤化工领域丰富的知识积累和设计经验，在巾226米固定床气化炉上进行大胆改造，采用氧 气和废弃的c02做气化剂，连续生产cO气体·产气量大，每小时2000-,-2500m3CO气体(折 标100％C0)。该项技术1993年完成设计，1997年在济南石化集团股份有限公司建成运行， 一次试车投产成功，达到了设计指标，现已申请了国家专利，为我国制造CO气体开辟了一条 新的途径。 1．国内外生产技术 1 1国内啦产现状 】1】小光气的CO生严装置 我国目前有数十套小：t气生产装置，其用气量较小而且都是问歇生产．冈而普遍采用问歇 式纯氧、焦炭CO气体发生炉。此炉是五斗’年代从苏联引进；结构简单、操作方便、产品气CO 含量商，缺点是单台产气量小，气化强度低，间歇生产不能满足大、中型生产装置的需要。 1 I 2两段式变压吸附 该方法是由化工部西南化工研究设计院变压吸附分离工程研究所开发的，其原糕是水烘 气．半水煤气以及其它H2、N2、CO、C02等组分的混合气，压缩到0．5MPa(袭压，下同)， 134 在第一段变压吸附中，吸附除去二氧化碳、水及微量硫，来被吸附的气体混合物在o 35MPa 下进入第二段变压吸附装置，在此分离出氢气和氮，被吸附的一氧化碳经减压真空解吸收集f 气柜，其中～部分经压缩返回吸附床用作置换气．另一部分作为产品气输出，从第二段变压吸 附排出的氢氯混合气返回第一段变压吸附用于二氧化碳解析时的冲洗气。该生产]-：艺l对内已有 - 生产装置。， 1 2犀汐}技术现状 l 2 1掘美国专利(U S P456413，1986年)报道，BEYI?,R公司曾对CO气化炉生产工艺 进行过研究，口用纯氧和二氧化碳的混合气与焦炭进行气化．此混合气通过一个或几个朝下、 可冷却的装在发生炉失套上的喷嘴喷入发生炉。喷嘴与芨生炉炉底隔开一定距离。炉渣收集于 炉底。此工艺通过添加助剂降低熔渣的熔点．硼日歇或连续地排出液渣。产品气量1600Nm，／h． ‘i 4“ ’7 CO含量98％(v％)。 1 2 2据日本特许公司公开卜一164713(1989年)报道，日本钢管株式会式进行过高纯度 CO{|；!j备的研究，也是用纯氧和CO的混合气与焦炭气化，炉渣液，柑排出，炉渣温度约1500。C。 其产气量1000Nm‰(标)，CO含量97 6％(V％)。 1 2．3 Wellmma。Galusha气化炉可片j纯氧一二氧化碳作气化剂生产高纯度CO气，I)ravo公 司目前已建jZ～套用纯氯作气化剂的工业实验装簧，并为上海一i-万吨醋酸的CO装置作r气化 实验，其以冶金焦为原料，粗煤报中CO含量85 55％(v％)。 I 3新型CO发生炉及CO制备工艺 目f诲我国运行的气化炉中，能连续生产商纯度co的气化炉尚没有。本气化炉采用纯氧、 CO，为气化剂，从吸热的角度来看。用co,作气化剂比用蒸汽作‘r．qk,齐rj在吸放热平衡上更只有 优势。经综合比较，确定采用常压、连续固体排渣、间歇二段加料、炉体带夹套，喷口向下倾 斜并带冷-kH自cJ原料气喷嘴。炉底带有排涟和布气装置以及传动结构的新型气化炉。 花工艺开发过程中逐步攻克了炉体结佝、炉内温度控制等技术难点，选取了台理的氧气和 I氧化碳配比，通过在济南2万吨甲酸／年装置上的运行．旺明各项括标均好于预期值，设计 参数及预期结果如下： 炉体外形尺寸：巾1980×7000mm 产气能力：2501．kn3／h‘标准) 粗煤气中CO含量：65—74 0(V％，。F同) 粗煤气中Cn含量；25～30％ 其余为酸性气和惰性气．经有美净化工序，将粗煤气中CO：气体循环使用，其它惰性组 分分离出后可获得CO含量98 5％的产品气。 ． 烟道气剧收CO：采州MEA法，MEA法吸收C02总的反应式如下： COz+(CHz’CHz‘On)‘NH