Co2 Tail Gas Purification and Recovery Process em plantas de petróleo - Blog

Nos últimos anos, sob os requisitos nacionais de política de conservação e redução de emissões, as empresas de refino de petróleo e outras empresas geralmente foram equipadas com dispositivos de recuperação de dióxido de carbono, e a capacidade de produção de dispositivos de recuperação de dióxido de carbono aumentou rapidamente. No entanto, devido ao impacto dos eventos de saúde pública, o tempo de comissionamento de novos dispositivos de dióxido de carbono foi geralmente atrasado. O mercado de dióxido de carbono a jusante envolve muitas indústrias, e suas condições de desenvolvimento são diferentes. A demanda por dióxido de carbono no futuro também é diferente. Os pontos de crescimento das indústrias a jusante estão concentrados principalmente em gelo seco, preservação de alimentos, produtos químicos, injeção de campo de petróleo e recuperação de petróleo, etc. O dióxido de carbono é usado principalmente na indústria química para complementar o carbono para produtos a jusante. As principais indústrias de aplicação incluem a produção de carbonato de dimetil, ácido acético glacial e outros produtos. Espera -se que a demanda por dióxido de carbono na produção industrial aumente na sincronização com a produção industrial. Pesquisas sobre produtos químicos de alto valor a partir de dióxido de carbono fizeram avanços contínuos, como dióxido de carbono a metanol, olefinas, aromáticos, gasolina, dióxido de carbono para ácido fórmico, dióxido de carbono e reforma de metano para síntese de gás, o dioxido de carbono para os plásticos ingradazes, etc., que são esperados. Além disso, a aplicação de gelo seco como fluido de corte na produção industrial também fez um progresso significativo.

Atualmente, os principais métodos de reciclagem industrial e utilização do dióxido de carbono incluem absorção física e absorção química, separação de adsorção, separação da membrana, oxidação catalítica, destilação de baixa temperatura e outros processos. Todas essas tecnologias usam as diferenças entre as propriedades físicas ou químicas do dióxido de carbono e seus componentes associados para separá -las ou purificá -las. Cada método tem suas vantagens e desvantagens, e o método apropriado deve ser selecionado com base nas condições de recuperação.

Palavras -chave:dióxido de carbono; tecnologia de recuperação; purificação de gás; Liquefação e purificação

O método de absorção é um método de absorção amplamente utilizado em casa e no exterior, incluindo principalmente absorção física e absorção química. Na solução, quando há uma alta pressão na solução, geralmente é usada a absorção de alta pressão e baixa temperatura, enquanto o aquecimento reduzido da pressão é usado durante a análise. O material de absorção selecionado tem boa seletividade para dióxido de carbono, alta solubilidade, propriedades estáveis e nenhum efeito corrosivo. Bons materiais de absorção física incluem: polietileno glicol, acrilato, etanol, éter de monoetanolamina dimetil e metanol. O método de absorção química refere -se à reação do dióxido de carbono com certos solventes de absorção para produzir um composto intermediário, enquanto outros gases não reagirão com o solvente. O composto intermediário produzido será decomposto em um dióxido de carbono e um solvente em outro dispositivo. Esse método pode descarregar continuamente dióxido de carbono, e o solvente de absorção é reciclado e finalmente percebe a separação de dióxido de carbono de outros gases mistos. As características do dióxido de carbono com boa seletividade, desempenho estável, baixa toxicidade, baixa corrosividade, não volátil, não inflamável e nenhum novo poluente foram estudados. Compostos comumente usados são compostos de metildietanolamina, monoetanolamina, etc.

O método de absorção geralmente é adequado para o tratamento de gases com uma concentração de dióxido de carbono inferior a 20%. As vantagens desse método são velocidade de reação rápida, capacidade de absorver efetivamente grandes quantidades de dióxido de carbono, bom efeito de separação e o solvente necessário para a reação geralmente pode ser reciclado e reutilizado. As desvantagens são que muita energia é necessária para aquecer o solvente e o próprio solvente pode ter o risco de contaminação.

O método de separação de adsorção usa a interação entre o absorvente e o dióxido de carbono para atingir a separação de dióxido de carbono. O método de adsorção pode ser dividido em três métodos de acordo com a temperatura de trabalho e a pressão de trabalho: temperatura variável, pressão variável e temperatura variável e pressão variável. O absorvedor é usado para absorver dióxido de carbono em condições de alta temperatura e alta pressão e, em seguida, decompõe -o após o resfriamento e redução da pressão, e o dióxido de carbono é separado alterando o ciclo de temperatura e pressão. Os materiais de adsorção tradicionais incluem peneiras moleculares, alumina e carbono ativado. A tecnologia variável de absorção de temperatura é geralmente usada para projetos que contêm uma pequena quantidade de impurezas ou difíceis de remover e é uma tecnologia comumente usada na indústria atual.

O método de separação de adsorção geralmente é adequado para o tratamento de gases com uma concentração de dióxido de carbono inferior a 80%. A vantagem desse método é que o processo é simples e as impurezas difíceis de volatilizar podem ser efetivamente removidas por adsorção. As desvantagens são grandes investimentos, alto consumo de energia e vida útil curta do adsorvente.

O método de separação da membrana usa a diferença de pressão do dióxido de carbono como força motriz do processo de separação para separar diferentes permeabilidades de gás e coeficientes de difusão. Durante o processo de separação, o gás misto passa através do material da membrana. Devido ao seu tamanho e polaridade molecular, as moléculas de dióxido de carbono podem passar através do material da membrana, enquanto outras moléculas de gás são bloqueadas na superfície da membrana, alcançando assim a separação e recuperação efetiva do dióxido de carbono. Os materiais de membrana geralmente são feitos de polímeros, cerâmica, metais e outros materiais, com diferentes permeabilidades e seletividades. Os materiais de membrana comumente usados incluem membrana de acetato de celulose, membrana de poliethersulfona, membrana polipeptídica, membrana de poliimida, membrana modificada por óxido de polifenileno, etc.

O método de separação da membrana é adequado para o tratamento de gases com fontes de gás limpo e concentrações de dióxido de carbono abaixo de 80%. Atualmente, não existe um exemplo industrial em larga escala. Suas características são pequenas pegadas, operação simples, baixo consumo de energia e baixo investimento único. A desvantagem é que esse método requer processos de pré-tratamento, filtração e desidratação, com uma alta taxa de purificação, e as impurezas afetarão o ciclo de vida da membrana.

O método de oxidação catalítica converte principalmente substâncias contendo hidrocarboneto no gás bruto de dióxido de carbono em dióxido de carbono e água. Esse método pode efetivamente remover as impurezas no gás bruto, e o grau de purificação atinge 10 a 12 níveis, mas o processo é complicado e o consumo e o custo de energia são altos.

O método de destilação criogênica usa principalmente a diferença nos pontos de ebulição dos componentes do gás bruto para separar o gás bruto através de uma torre de destilação. Um é a separação de liquefação, que usa a tecnologia criogênica para liquefazer e separar o dióxido de carbono. O outro é a separação da condensação, que solidifica e separa o dióxido de carbono a uma temperatura mais baixa de acordo com as diferentes temperaturas de condensação. A destilação criogênica recupera gases com uma concentração de dióxido de carbono superior a 90%. A desvantagem é que o efeito de separação não é bom e a baixa temperatura pode facilmente fazer com que o equipamento e as instalações sejam bloqueadas, por isso geralmente é raramente usado.

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 liquid carbon dióxido e gelo seco com uma pureza de mais de 99,996%.

Nos últimos anos, os requisitos padrão para dióxido de carbono de nível industrial e de nível alimentar tornaram-se cada vez mais altos, e o uso de dióxido de carbono recuperado por um único método de purificação de processo no processamento da indústria e alimentos foi bastante restrito. Tomando o gás traseiro de dióxido de carbono produzido por uma unidade de 1 milhão de T/A etileno glicol como um gás de matéria-prima para produzir dióxido de carbono líquido de grau alimentar e gelo seco como exemplo, a seleção de rota de tecnologia de processo é realizada.

O gás da cauda produzido pela unidade de etileno glicol é de cerca de 30 t/h, com uma temperatura de 60 graus e uma pressão de 0,03 MPa. O conteúdo de cada componente no gás traseiro é: dióxido de carbono maior ou igual a 80%, água: 17%, etileno: 100 × 10-6 ~ 750 × 10-6, íons cloreto: 1 × 10-6 ~ 3 × 10-6 e quantidades de rastreamento de oxido de etileno. Essas impurezas não podem ser removidas de maneira estável e eficaz por absorção, adsorção, destilação e outros métodos. Atualmente, o método mais eficaz para remover C2 e acima (incluindo matéria orgânica contendo oxigênio) em casa e no exterior é a oxidação catalítica. O processo combinado de oxidação catalítica e destilação de baixa temperatura pode ser usada para purificar o dióxido de carbono. A operação anual desse processo pode atingir 8.400 horas e a capacidade de processamento de gás bruto é de 40% a 110%. Os indicadores do produto podem atender fundamentalmente aos padrões de qualidade da qualidade alimentar. A pureza do dióxido de carbono pode atingir 99,99%, a qualidade do produto é estável e todos os indicadores podem ser melhores do que o "dióxido de carbono aditivo para segurança alimentar nacional" GB 1886.228-2016 Padrão ou o padrão de cauda e o padrão da cauda e a gás de cauda e a gás de cauda e a gás de cauda e os gases de cauda e os gases de cauda.

O sistema de purificação de gás inclui um refrigerador de água, um tanque de adsorção, um pré -aquecedor de desidrogenação, uma torre de oxidação de desidrogenação, um refrigerador de água de desidrogenação, um pré -resfriador e um secador.

O gás de escape de dióxido de carbono da unidade de etileno glicol tem uma alta temperatura e contém água saturada. Para melhorar a eficiência do compressor, o gás bruto precisa ser resfriado. Depois de ser resfriado e separado pelo refrigerador de água, o gás cru é pressurizado pelo compressor de gás de dióxido de carbono e entra no tanque de adsorção. O óleo, a água, os cloretos e outras substâncias tóxicas que podem ser transportadas são filtradas para proteger o catalisador de desidrogenação. Depois de ser aquecido pelo pré -aquecedor da desidrogenação, ele entra na torre de purificação de desidrogenação. Sob a ação do catalisador ativo (catalisador de metal precioso) e uma certa temperatura, todos os hidrocarbonetos (incluindo matéria orgânica contendo oxigênio) e outros componentes combustíveis no dióxido de carbono reagem com oxigênio para gerar dióxido de carbono e H2O. Depois que o calor é recuperado pelo pré -aquecedor da desidrogenação, ele vai ao secador para remover a umidade. O conteúdo total de hidrocarbonetos no gás purificado e seco é menor ou igual a 48 × 10^-6, hidrocarbonetos não metanos menores ou iguais a 18 × 10^-6e umidade menor ou igual a 18 × 10^-6.

Equação de reação principal:
C₂H₄+3O₂→ 2CO₂+2H₂O+Q
C_xH_y+O₂→ XCO₂+y /2H₂O
C_xH_yO+O₂→ XCO₂+y /2H₂O
Todos são cataliticamente oxidados para CO₂e h₂O.

O sistema de secagem utiliza adsorventes de peneira molecular multifuncional e pode escolher adsorventes de graxa, adsorventes de cloreto, absorventes de água, dessecantes e dessecantes, que são favoráveis à purificação adicional do gás dióxido de carbono. A regeneração adsorvente pode adotar um processo de regeneração do ciclo totalmente fechado mais ecológico, usando diretamente a energia térmica da desidrogenação catalítica para regeneração, com baixo consumo de energia e sem emissões de gases de escape, garantindo uma taxa estável de recuperação de dióxido de carbono do dispositivo e apenas condensado é entregue durante o processo de regeneração.

O sistema de liquefação e purificação inclui um dispositivo residual de recuperação, um liquefista, uma torre de purificação, um reboiler e um subcooler.

Após a secagem, o gás de dióxido de carbono entra no dispositivo de recuperação residual de frio e troca calor com o ar descarregado do topo da torre de purificação. Depois de recuperar o frio, ele entra no Liquefier e é liquefeito sob a refrigeração de Freon. O líquido de dióxido de carbono de saída é controlado a cerca de -16 graus e, em seguida, entra na torre de purificação para destilação. A parte inferior da torre de purificação é controlada por um reboiler para controlar a temperatura da chaleira da torre a -13 ~ -15, a temperatura de evaporação superior da torre em -30 graus e a pressão é controlada em cerca de 2,2 MPa. O dióxido de carbono evaporado com o gás não condensável (O2, N2, etc.) é ainda mais resfriado e recuperado para melhorar o rendimento. Como a temperatura do líquido na parte inferior da torre de purificação é relativamente alta, a fim de reduzir as perdas de armazenamento, um subcooler pode ser definido após a torre de purificação. A temperatura de evaporação do subcooler é controlada em -30 graus, de modo que a temperatura do líquido de dióxido de carbono é reduzida para -25 graus para armazenamento em um tanque esférico de baixa temperatura. O produto é armazenado em tanques esféricos de dióxido de carbono, parte dos quais é transportada por caminhões de tanques e parte dos quais é usada como matéria -prima de gelo seco.

O processo de refrigeração usa as características de evaporação de freon médio e baixa pressão para resfriar e liquefazer o gás dióxido de carbono em diferentes temperaturas, o que pode melhorar bastante a eficiência da liquefação do gás de dióxido de carbono.

O gelo seco pode ser produzido reduzindo a pressão do dióxido de carbono líquido para a pressão normal, vaporizando a parte do dióxido de carbono em gás e, em seguida, resfriando a outra parte do líquido em sólidos semelhantes a flocos de neve e espremê-lo em blocos ou grânulos através de uma geladeira. Após a embalagem, é colocada em uma caixa isolada e entregue aos clientes de carro. O ar liberado por gelo seco é trocado com o gás de saída do compressor de gelo seco através do refrigerador de recuperação de gelo seco e, em seguida, entra no compressor de gás de gelo seco para compressão. Depois que o gás compactado é trocado de calor, ele é conectado à entrada de liquefaria do sistema para reciclagem.

Gases de resíduos:O leito de secagem e o leito de adsorção são regenerados regularmente, e o gás não condensável da torre de destilação é usado como fonte de gás de regeneração. O gás de cauda regenerado descarregado atende ao padrão de descarga direta e pode ser descarregado diretamente. Para o gás traseiro que contém uma pequena quantidade de etileno e outro gás de cauda abaixo do padrão em condições de trabalho anormais, ele pode ser incorporado ao sistema de incineração de gás residual e resíduos para tratamento de incineração. Geralmente, o tempo de residência do gás de combustão é maior ou igual a 2 s, e a eficiência da combustão é maior ou igual a 99,9%, o que atende à descarga padrão de gás residual sob condições de trabalho anormais.

Águas residuais:O volume de descarga de esgoto deste processo é de 6 m³/h, e o volume de descarga é pequeno, que pode ser usado diretamente como água de resfriamento circulante.

Resíduos sólidos:Esse processo só gerará resíduos sólidos durante o período de manutenção, principalmente adsorvente, peneira molecular e catalisador de desidrogenação; O carbono ativado é um desperdício perigoso, a peneira molecular é o silicato, que é um desperdício geral, e o catalisador de desidrogenação contém metais preciosos, que é um desperdício fixo geral. Após a geração de resíduos sólidos acima, ele pode ser enviado para uma unidade qualificada para descarte depois de ser temporariamente armazenada no armazém de resíduos perigosos/resíduos sólidos.

O dióxido de carbono do produto líquido pode ser transportado para o tanque esférico de dióxido de carbono através de tubulações. O oleoduto de entrada deve ser equipado com uma válvula de corte e um interlock de bloqueio de bitola de nível esférico do tanque de dióxido de carbono. Para evitar o perigo do tanque esférico de dióxido de carbono cheio de líquido, um intertravamento alto do bitola de nível de tanque esférico é definido para fechar o dióxido de carbono líquido na válvula de corte de tubulação esférica do tanque; Para impedir o perigo de o tanque esférico de dióxido de carbono ser evacuado, um intertravamento baixo do bitador de nível de tanque esférico é definido para fechar a válvula de corte de oleoduto esférica do tanque; A tubulação de carga de dióxido de carbono líquido está equipada com uma válvula de corte e um interlock de bloqueio de nível de tanque esférico de dióxido de carbono, e o intertravamento do nível baixo de líquido baixo fecha a válvula de corte do tubo de carga; O tubo de dióxido de carbono líquido para a máquina de gelo seco está equipado com uma válvula de corte e um intertravamento do bloqueio de nível esférico do tanque de dióxido de carbono, e o intertravamento do nível de líquido baixo e baixo fecha a válvula de corte da máquina de gelo seca; A bomba de enchimento no processo de carregamento está equipada com um interlock de limite do medidor de fluxo para fechar a válvula de corte do tubo de tomada esférica.

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 vent main tubo, a saída do tubo de enchimento de tanque esférico criogênico, a saída do tubo de remoção de gelo seco do tanque esférico criogênico e a saída da ventilação esférica criogênica. Um detector on -line de gás combustível é definido após o tanque de adsorção de gás bruto, e a detecção e análise on -line do teor de oxigênio e do teor de hidrocarbonetos são definidas na saída do oxidante de desidrogenação, respectivamente. Os componentes e as características do gás bruto em cada estágio de processamento são analisados em tempo real, e cada sinal de dados de monitoramento é introduzido no sistema DCS para monitoramento em tempo real, e sua concentração é controlada em menos de 25% do menor valor do limite de explosão mais baixo do componente mais explosivo e do gás misto. Quando o gás combustível por parte do gás misto de entrada exceder 25% do limite de explosão mais baixo, o sistema interlock e interrompe a válvula de alimentação do oxidante de desidrogenação para impedir que o gás explosivo entre no oxidante de desidrogenação em condições anormais antecipadamente, para garantir a operação segura e confiável do dispositivo.

O sistema de alívio da pressão de emergência considera o circuito de pressão protegido pelo dispositivo de segurança (válvula de segurança) e seleciona o maior das condições de descarga que podem ser causadas pela falha de cada componente -chave como o valor da configuração da condição de alívio da pressão da válvula de segurança. Os vasos de pressão e os oleodutos estão equipados com válvulas de segurança em caso de excesso de pressão, como pipelines de entrada de tanques de adsorção e tubulações de entrada de aquecedor elétrico de regeneração, pipelines de entrada do secador, pipelines de insegurança de pura.

NewtekExpostos principalmente na seleção de rota do processo para a recuperação e purificação do dióxido de carbono de alta concentração no gás de cauda emitido pela indústria de refino de petróleo. According to the differences in carbon dioxide purity, impurity composition, process parameters, product quality requirements and recovery rate in the tail gas of different units, combined with the characteristics of various process methods for carbon dioxide recovery and purification, a suitable combined process method is selected to fundamentally solve the safety and product quality problems caused by changes in the impurity composition in the exhaust gas, so as to ensure the "safe, stable, full and excellent" operation of the unit.

Pegue o a₂O Processar como exemplo, por meio de análise de princípios do processo e pesquisa de campo de estações de tratamento de esgoto, combinadas com especificações e padrões relevantes, os métodos de identificação convencionais e indiretos do a a a₂O O status da operação do processo é determinado por sua vez e a base de identificação com base nos indicadores de monitoramento de poluentes terminais, parâmetros de processo, consumo de energia de tratamento de tratamento de esgoto, descarga de lodo, status de operação do equipamento etc. é proposto. Nesta base, as habilidades de operação e manutenção em termos de parâmetros de operação do processo, indicadores de propriedades de lama e água, status de operação do equipamento, etc. são analisados de forma abrangente, e um software que pode identificar e analisar rapidamente as falhas é projetado, o que fornece uma referência para realizar a operação inteligente, eficiente e estável do a₂O processo.