摘要：变压吸附是当前国内天然气净化过程中，普遍采用的是利用吸附剂对气体的吸附能力与压力变化，其中变化的特点，加压吸附原料气的某些组件分离、减压下删除这些组件使吸附剂再生，使用多个吸附床的操作，使连续气体分离过程。然而，在提高目标气体纯度的同时，废气中的目标气体损失较大，这对该部分气体的回收利用至关重要。通过工艺改造后的回收利用，大大减少了浪费，节约了成本，达到了节能降耗的目的。
关键词：煤化工企业；尾气回收利用；改造
一、改造方案
1、变压吸附尾气回收利用改造
醋酸装置高压尾气经过变压吸附提纯CO，排放至火炬尾气与甲醇提纯氢气装置中变压吸附尾气中均含有H2、CO（具体成分见表1），具有一定的热值，原设计两股尾气均经火炬进行燃烧排放，造成能量浪费。将醋酸与甲醇变压吸附尾气通过管道输送至乙炔装置CO气柜，与电石炉气混合后用于石灰窑烧石灰。
表1变压吸附尾气成分
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实施变压吸附尾气回收利用改造。醋酸装置高压吸收尾气通过变压吸附后，放空气体压力在10~15kPa，通过增加切断阀改变尾气排放流程，通过管道敷设至CO气柜前气体分配器，同时管道上增加止回阀，防止气体倒串。由于醋酸装置变压吸附放空气体压力能满足送至气柜的压力降损失，无需增加风机。甲醇提氢变压吸附装置尾气运行压力为3kPa，输送气体至CO气柜的压力至少需要50kPa，故需在尾气缓冲罐出口处增加一台风机将压力由3kPa升至50kPa，通过管道送至气柜前气体分配器，与醋酸装置变压吸附尾气混合后，进入乙炔装置CO气柜。
2、电石炉尾气提纯CO改造
电石炉尾气提纯CO主要经过预净化工序、初脱工序、净脱工序、CO提纯工序等步骤，采用耐硫催化脱氧、变温吸附、变压吸附、脱砷脱氟氯、CO精脱氧等技术，将电石炉尾气中含有的焦油、粉尘、硫化物、磷化物、砷化物、O2、N2、二氧化碳等多种杂质去除，并提纯得到满足羰基合成原料气指标要求的CO产品气。
电石炉尾气经过鼓风机加压进入预净化工序，在吸附剂处理下，脱除电石炉气中的焦油和粉尘，并脱除部分含硫杂质组分。然后进入初脱工序，在催化剂作用下，经耐硫催化脱氧、一级干法脱硫、一级中温水解，将电石炉气中绝大部分的O2、CS2等杂质除去；再通过脱酸气处理，将H2S和CO2等杂质除去。经过初脱工序净化处理的电石炉尾气进入精脱工序，在催化剂和吸附剂作用下，经二级中温水解、二级干法脱硫、常温水解、脱砷脱卤、加氢脱硫、精脱硫、精脱氧等工段的处理，将电石炉气中的各项杂质脱至工艺要求指标之下。然后将净化后的电石炉尾气利用变压吸附技术，将CO提浓到98%以上，以满足其作为羰基合成醋酸原料气的要求。电石炉尾气提纯CO流程示意见图1。
电石炉尾气经净化提浓后，得到的产品气组分为CO约98%（φ），总S低于0.1mg/m3、氧低于10μL/L、As低于0.1mg/m3、P低于0.1mg/m3，无其他有害杂质。
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图1电石炉尾气提纯CO流程
二、节能效果分析
变压吸附尾气回收利用改造前，由于电石炉不能满负荷运行，电石炉尾气量无法满足石灰窑煅烧石灰用量，平均每年需要补充天然气1452万m3，天然气热值为35.6GJ/m3；甲醇提氢变压吸附尾气全年产量为3765万m3，该股气体热值为7.1GJ/m3，醋酸变压吸附尾气全年产量为514万m3，此气体热值为9.0GJ/m3，故两股尾气可以替换天然气量为：（3765×7.1＋514×9.0）/35.6＝881（万m3）天然气价格按2元/m3计算，全年可以节约1762万元。
随着电石炉瓶颈问题的解决，电石炉逐渐达到满负荷生产，全年可以产生电石炉尾气32250万m3，除去煅烧石灰所需26771万m3，尚有5479万m3电石炉尾气，通过电石炉尾气提纯CO，每年可以产生CO气3770万m3，CO价格按1.9元/m3计算，可以产生7163万元经济效益。
通过回收利用变压吸附尾气，代替天然气煅烧石灰，同时将多余的电石炉尾气生产CO，全年可以产生经济效益8925万元。
结束语：
原设计电石炉尾气用于石灰窑煅烧石灰。由于设计瓶颈问题，尾气量无法满足需求，所以增加天然气来满足石灰窑的生产。同时，醋酸变压吸附和甲醇净化氢气变压吸附装置的尾气通过燃烧排放，造成能源浪费。通过回收石灰窑石灰石煅烧变压吸附装置的尾气，替代部分天然气，降低了煤气消耗。同时随着电石炉负荷的增加，电石炉排出的废气可以代替全部的天然气，还有一部分剩余。利用电石炉的尾气生产CO气体用于乙酸羰基合成，进一步减少了能源浪费，提高了化工企业尾气的经济价值，达到了节能减排的目的。
参考文献：
[1]王永灵，黄艳丽，唐起祥．变压吸附制氮技术[J]．中国氯碱，2003（2）：39–41．
[2]李腾蛟，耿云峰，吕昌忠，等．变压吸附法在醋酸尾气回收CO的工业应用[J]．精细化工原料及中间体，2009（11）：11–12．
[3]张立伟．变压吸附技术在尾气提氢工艺中的应用[J]．石河子科技，2011（4）：58–59．
[4]邵玉民．电石炉尾气的综合利用[J]．中国石油和化工标准与质量，2011，31（4）：67．
[5]姜洪远．电石炉尾气生产甲酸钠的技术[J]．石油和化工节能，2008（2）：11–14
论文作者:田晓辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
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