50kta二氧化碳捕集及35kta甲醇合成--设计概述中英文

1、50kt/a二氧化碳捕集及35kt/a甲醇合成设计概述减少二氧化碳排放是国际社会可持续开展所面临的一项重要任务.燃煤电厂烟气在 工业二氧化碳排放总量中占了相当的比例,因此燃煤电厂烟气的二氧化碳捕集、封存和 利用(CCS&U)技术成为国际科技界的一个热点研究领域.我们的工程是“ 50kt/a二氧 化碳捕集及35kt/a甲醇合成,厂址选在根底设施完善、物料运输便捷的重庆长寿晏家 工业园区.1 .工艺介绍1.1 设计工艺简述本工程是将电厂烟道气中的二氧化碳进行捕集,并以氢气和捕集的二氧化碳为原料, 采用绝热管壳复合式反响器制备甲醇.二氧化碳的捕集量为5万吨/年,甲醇产量为3.5万吨/年.1.

2、2 工艺创新(1)采用MEA水溶液常压吸收烟道气中的 CO2, CO2的捕集率到达90%,防止了一 股加压吸收过程对烟道气进行压缩的要求,而对有效成分CO2含量只有13%的烟道气进行压缩,其蒸汽消耗十分巨大,大约在10t/(MPa.104M3);采用先吸收、后加压的工艺更为节能可行.(2)考虑到吸收CO2的贫氧尾气必须返回烟囱,需要适当的压力,本设计中的吸收塔 采用密封微正压填料吸收塔,有效的解决了因烟气温度较低(低于进入烟囱要求温度60c) 而排空困难的问题.(3)原料的预处理过程,根据 CO2的根底物性,采用了加压 4MPa、冷却5c的液化 工艺条件,除去其中的不凝性组分如 N2、O2等；

3、经过综合能量平衡分析,该过程并不增 加能耗,却能够大大减少反响循环系统的驰放气,减少了原料H2的损失.(4) CO2气体压缩段间冷却器气液别离器之间的排液,采用从高压到低压用接逐级排 放,减少二氧化碳的损失.(5)采用绝热管壳复合式反响器,即在换热管段副产3.0MPa水蒸气,又利用其中的绝热层快速升温反响气体,既有效限制反响温度,又到达节能的目的.(6)甲醇的精储过程那么采用双塔双效精储,在不增加投资的情况下降低能耗1.3 工艺流程说明工艺流程分为四个工段：吸收工段、原料预处理工段、甲醇合成工段、甲醇精储工 段.我们将吸收工段和原料预处理工段合并,甲醇合成工段和精储工段合并,分别对其 作简要介

4、绍.(1)吸收预处理工段图1吸收预处理工段烟气捕集的大致流程如图1所示.烟气中二氧化碳的摩尔分数约为13%,烟气通过风机从烟囱引出,经过脱硫、脱硝、除尘后进入吸收塔.大约90%的二氧化碳被MEA溶液吸收.尾气经洗涤后引回烟囱,尾气洗涤是为了回收尾气中微量的MEA, 一方面可以减少MEA的损失,另一方面可以降低对环境的影响.富液与贫液换热后温度上升到 95100C,送往解吸塔解吸得到再生气.再生气在预处理工段经过三级压缩加压至 4.05MPa,将其冷却至20c后通过液氨冷 却至5c此时二氧化碳将变为液体,同时驰放掉惰性气体.液体二氧化碳经泵加压至 6MPa,液体二氧化碳将三级压缩后的气体二氧化碳

5、冷却至 20C,再与二级压缩后的二氧 化碳换热后进入反响工段.(2)反响精储工段反响精储工段如图2所示.二氧化碳和少量氢气混合预热至 220c进入加氢反响器, 其中的少量二氧化硫和氢气生成硫化氢.然后混合气体进入氧化锌脱硫塔绝大局部的硫 化氢被除去,出口硫含量约为0.2PPM可以到达甲醇合成的要求.二氧化碳脱硫后与氢气 和循环气混合进入甲醇反响器,合成甲醇同时会生成少量杂质(主要为乙醇和二甲醴). 主副反响如下：CO2 3H2CH 3OH H2OCO2 H2 CO H2O2CH3OHCH 30cH3 H2O2CH 3OHC2H50H H2O反响器出口气体冷却至40c进行气液别离,循环气回循环气压缩机,粗甲醇去精储工段.粗甲醇首先经闪蒸别离除去局部二氧化碳和二甲醴,然后预热至70c进入常压精储塔.常压精储塔采出一局部精甲醇,釜液进入加压精储塔得到剩余的甲醇,加压塔的操作条件为0.38MPa, 133C.加压塔的釜液经汽提塔提浓至甲醇摩尔分率为 0.5 与粗甲 醇中甲醇含量相当送回常压精储塔.口蹄反响垂 脱璇反响器脱腼反响器反响用I口蓑版罕氏林催恪H1FF箱滔塔河提塔图2反响精储工段2 .热量集成Co