Posljednjih godina, prema nacionalnim zahtjevima za politiku o zaštiti i smanjenju emisija energije, poduzeća za rafiniranje nafte i druga poduzeća općenito su opremljena uređajima za oporavak ugljičnog dioksida, a proizvodni kapacitet uređaja za oporavak ugljičnog dioksida brzo se povećao. Međutim, zbog utjecaja javnih zdravstvenih događaja, vrijeme puštanja u rad novih uređaja ugljičnog dioksida uglavnom je odgođeno. Tržište nizvodnog ugljičnog dioksida uključuje mnoge industrije, a njihovi razvojni uvjeti su različiti. Potražnja za ugljičnim dioksidom u budućnosti je također drugačija. Točke rasta industrije nizvodno uglavnom su koncentrirane u suhom ledu, očuvanju hrane, kemikalijama, ubrizgavanju naftnog polja i oporavku nafte itd. Ugljični dioksid se uglavnom koristi u kemijskoj industriji za nadopunu ugljika za proizvode nizvodno. Glavne industrije primjene uključuju proizvodnju dimetil karbonata, ledene octene kiseline i drugih proizvoda. Očekuje se da će potražnja za ugljičnim dioksidom u industrijskoj proizvodnji povećati sinkronizaciju s industrijskom proizvodnjom. Istraživanje visokih vrijednosti kemikalija iz ugljičnog dioksida napravilo je kontinuirane proboje, poput ugljičnog dioksida do metanola, olefina, aromatika, benzina, ugljičnog dioksida do mravlje kiseline, reforme ugljičnog dioksida i metana kako bi se sinteza sinteza, a očekuje se da će se degradirati plastici itd. Osim toga, primjena suhog leda kao rezanja tekućine u industrijskoj proizvodnji također je postigla značajan napredak.
Trenutno, glavne metode za industrijsko recikliranje i korištenje ugljičnog dioksida uključuju fizičku apsorpciju i kemijsku apsorpciju, odvajanje adsorpcije, odvajanje membrane, katalitičku oksidaciju, destilaciju niske temperature i druge procese. Sve ove tehnologije koriste razlike između fizičkih ili kemijskih svojstava ugljičnog dioksida i pripadajućih komponenti za razdvajanje ili pročišćavanje. Svaka metoda ima svoje prednosti i nedostatke, a odgovarajuću metodu treba odabrati na temelju uvjeta oporavka.
Ključne riječi:ugljični dioksid; tehnologija oporavka; Pročišćavanje plina; ukapljivanje i pročišćavanje
Usporedba procesne tehnologije
Metoda apsorpcije
Metoda apsorpcije široko je korištena metoda apsorpcije u kući i inozemstvu, uglavnom uključujući fizičku apsorpciju i kemijsku apsorpciju. U otopini, kada postoji visoki tlak u otopini, obično se koristi apsorpcija visokog tlaka i niske temperature, dok se tijekom analize koristi smanjeno grijanje tlaka. Odabrani apsorpcijski materijal ima dobru selektivnost za ugljični dioksid, visoku topljivost, stabilna svojstva i bez korozivnog učinka. Dobri fizički apsorpcijski materijali uključuju: polietilen glikol, akrilat, etanol, monoetanolamin dimetil eter i metanol. Metoda kemijske apsorpcije odnosi se na reakciju ugljičnog dioksida s određenim apsorpcijskim otapalima za proizvodnju intermedijarnog spoja, dok drugi plinovi neće reagirati s otapalom. Proizvedeni intermedijarni spoj razgrađuje se u ugljični dioksid i otapalo u drugom uređaju. Ova metoda može kontinuirano ispuštati ugljični dioksid, a apsorpcijsko otapalo se reciklira i na kraju shvaća odvajanje ugljičnog dioksida od drugih miješanih plinova. Karakteristike ugljičnog dioksida s dobrom selektivnošću, stabilnim performansama, niskom toksičnošću, niskom korozivnošću, nehlapljivim, nezapaljivim i nisu proučeni novi zagađivači. Uobičajeno su metildietanolaminski spojevi, monoetanolamin itd.
Metoda apsorpcije općenito je pogodna za tretiranje plinova s koncentracijom ugljičnog dioksida manjom od 20%. Prednosti ove metode su brza brzina reakcije, sposobnost da učinkovito apsorbiraju velike količine ugljičnog dioksida, dobar učinak razdvajanja i otapalo potrebno za reakciju, obično se može reciklirati i ponovno upotrijebiti. Nedostaci su u tome što je potrebno puno energije za zagrijavanje otapala, a samo otapalo može imati rizik od onečišćenja.
Način razdvajanja adsorpcije
Metoda odvajanja adsorpcije koristi interakciju između apsorbiranog i ugljičnog dioksida za postizanje odvajanja ugljičnog dioksida. Metoda adsorpcije može se podijeliti u tri metode prema radnoj temperaturi i radnom tlaku: promjenjiva temperatura, varijabilni tlak i promjenjivu temperaturu i promjenjivi tlak. Apsorber se koristi za apsorbiranje ugljičnog dioksida u visokim temperaturama i uvjetima visokog tlaka, a zatim ga razgrađuje nakon hlađenja i smanjenja tlaka, a ugljični dioksid se odvaja promjenom temperature i tlaka. Tradicionalni adsorpcijski materijali uključuju molekularne site, glinicu i aktivni ugljik. Tehnologija promjenjive apsorpcije temperature uglavnom se koristi za projekte koji sadrže malu količinu nečistoća ili je teško ukloniti, a uobičajena je tehnologija u trenutnoj industriji.
Metoda odvajanja adsorpcije općenito je prikladna za tretiranje plinova s koncentracijom ugljičnog dioksida manjom od 80%. Prednost ove metode je u tome što je postupak jednostavan, a nečistoće koje je teško ispariti može se učinkovito ukloniti adsorpcijom. Nedostaci su velika ulaganja, visoka potrošnja energije i kratak vijek trajanja adsorbenta.
Način razdvajanja membrane
Metoda odvajanja membrane koristi razlika tlaka ugljičnog dioksida kao pokretačku silu procesa odvajanja za odvajanje različitih propusnosti plina i difuzijskih koeficijenata. Tijekom postupka odvajanja, miješani plin prolazi kroz membranski materijal. Zbog svoje molekularne veličine i polariteta, molekule ugljičnog dioksida mogu proći kroz membranski materijal, dok su druge molekule plina blokirane na površini membrane, postižući tako učinkovito odvajanje i oporavak ugljičnog dioksida. Membranski materijali obično su izrađeni od polimera, keramike, metala i drugih materijala, s različitim propusnošću i selektivnosti. Najčešće korišteni membranski materijali uključuju membranu acetata u celulozi, polietersulfonsku membranu, polipeptidnu membranu, poliimidnu membranu, modificiranu membranu polifenilen oksida itd.
Metoda odvajanja membrane prikladna je za tretiranje plinova čistim izvorima plina i koncentracijama ugljičnog dioksida ispod 80%. Trenutno ne postoji veliki industrijski primjer. Njegove su karakteristike mali otisak, jednostavan rad, niska potrošnja energije i niska jednokratna ulaganja. Nedostatak je u tome što ova metoda zahtijeva prije liječenja, filtracije i procesa dehidracije, s visokom stopom pročišćavanja, a nečistoće će utjecati na životni ciklus membrane.
Metoda katalitičke oksidacije
Metoda katalitičke oksidacije uglavnom pretvara tvari koje sadrže ugljikovodike u sirovom plinu ugljičnog dioksida u ugljični dioksid i vodu. Ova metoda može učinkovito ukloniti nečistoće u sirovom plinu, a stupanj pročišćavanja doseže 10 do 12 razina, ali postupak je kompliciran, a potrošnja i troškovi energije su visoki.
Kriogena metoda destilacije
Metoda kriogene destilacije uglavnom koristi razliku u vrelim točkama komponenti sirovog plina za odvajanje sirovog plina kroz destilacijski toranj. Jedan je razdvajanje ukapljenja, koje koristi kriogenu tehnologiju za ukapljivanje i odvojeno ugljični dioksid. Drugi je odvajanje kondenzacije, što učvršćuje i odvaja ugljični dioksid na nižoj temperaturi prema različitim temperaturama kondenzacije. Kriogena destilacija oporavlja plinove s koncentracijom ugljičnog dioksida većim od 90%. Nedostatak je u tome što učinak odvajanja nije dobar, a niska temperatura lako može uzrokovati blokiranje opreme i objekata, tako da se obično rijetko koristi.
Katalitička oksidacija + kriogena destilacija kombinirani postupak
Ovaj kombinirani postupak je tlak, dehidrogenat i sušenje otpadnog plina jedinice za rafiniranje nafte koja sadrži ugljični dioksid i postupno uklanjanje različitih svjetlosnih ugljikovodika, organske tvari koje sadrže kisik, karbid i vode u ugljičnim dioksidom na ciljanom gradu, a tada se namirnice, a to može razotkrivati, i izrada namirnica, namirnice, i namirnice, namirnice, i namirnice, namirnice, i namirnice, namirnice, i namirnice, namirnice, i namirnice, u hrani koja se može razotkrivati, a tada se mogu uvrstiti u proizvodnju, a zatim u hrani u hrani koja je u hrani u hrani i gradićima delicije dioksid i suhi led s čistoćom veće od 99,996%.
Odabir procesne tehnologije
Posljednjih godina, standardni zahtjevi za industrijskim stupnjem i ugljičnim dioksidom u hrani postaju sve veći, a upotreba ugljičnog dioksida oporavljenog jedinstvenom metodom pročišćavanja procesa u industriji i preradi hrane uvelike je ograničena. Uzimajući repni plin ugljičnog dioksida proizvedenog 1 milijuna t/A etilen glikol jedinice kao plin sirovina za proizvodnju tekućeg ugljičnog dioksida u hrani i suhog leda kao primjer, provodi se odabir ruta procesne tehnologije.
Repni plin proizveden od etilen glikol jedinice iznosi oko 30 t/h, s temperaturom od 60 stupnjeva i tlakom od 0,03 MPa. Sadržaj svake komponente u repnom plinu je: ugljični dioksid veći ili jednak 80%, voda: 17%, etilen: 100 × 10-6 ~ 750 × 10-6, kloridni ioni: 1 × 10-6 ~ 3 × 10-6 i količine tragova etilen oksida. Te se nečistoće ne mogu ukloniti stabilno i učinkovito apsorpcijom, adsorpcijom, destilacijom i drugim metodama. Trenutno je najučinkovitija metoda za uklanjanje C2 i više (uključujući organsku tvar koja sadrži kisik) u zemlji i inozemstvu katalitička oksidacija. Kombinirani proces katalitičke oksidacije i destilacije niske temperature može se koristiti za pročišćavanje ugljičnog dioksida. Godišnji rad ovog postupka može dostići 8.400 sati, a kapacitet prerade sirovog plina 40% do 110%. Pokazatelji proizvoda u osnovi mogu udovoljiti standardima kvalitete hrane. Čistoća ugljičnog dioksida može doseći 99,99%, kvaliteta proizvoda je stabilna, a svi pokazatelji mogu biti bolji od „Nacionalnog standarda za sigurnost hrane, aditivi za hranu ugljični dioksid“ GB 1886.228-2016 Standard ili ISBT standard, a ne postoji otpadna voda i otpadne tekućine, bez ikakvih projekata, i ne-repa.
Karakteristike procesa i tehničke prednosti
Pročišćavanje plina
Sustav za pročišćavanje plina uključuje hladnjak za vodu, spremnik za adsorpciju, predgrijač dehidrogenacije, toranj za oksidaciju dehidrogenacije, hladnjak za vodu za dehidrogenaciju, prednjiga i sušilicu.
Ispušni plin ugljičnog dioksida iz etilen glikol jedinice ima visoku temperaturu i sadrži zasićenu vodu. Da bi se poboljšala učinkovitost kompresora, sirovi plin treba ohladiti. Nakon što se ohladi i razdvoji hladnjakom vode, sirovi plin pod tlakom se pod pritiskom kompresor plina ugljičnog dioksida i ulazi u adsorpcijski spremnik. Ulje, voda, kloridi i druge toksične tvari koje se mogu nositi filtriraju se kako bi se zaštitila katalizator dehidrogenacije. Nakon što ga zagrijava dehidrogenacija, on ulazi u toranj za pročišćavanje dehidrogenacije. Pod djelovanjem aktivnog katalizatora (katalizator plemenitih metala) i određene temperature, svi ugljikovodici (uključujući organsku tvar koja sadrže kisik) i druge zapaljive komponente u plinu ugljičnog dioksida reagiraju s kisikom kako bi se stvorili ugljični dioksid i H2O. Nakon što se toplina oporavi predgrijačem dehidrogenacije, ide u sušilicu kako bi se uklonila vlaga. Ukupni sadržaj ugljikovodika u pročišćenom i sušenom plinu je manji ili jednak 48 × 10-6, ne-metanske ugljikovodike manje od ili jednake 18 × 10-6, i vlaga manja ili jednaka 18 × 10-6.
Glavna jednadžba reakcije:
C2H4+3O2→ 2Co2+2H2O+Q
CxHy+O2→ XCO2+y /2H2O
CxHyO+O2→ XCO2+y /2H2O
Svi se katalitički oksidiraju u2i h2O.
Sustav sušenja koristi multifunkcionalne molekularno sito adsorbens i može odabrati adsorbentes masti, kloridne adsorbente, apsorbite vode, suševina i suševina, koji pogoduju daljnjem pročišćavanju plina ugljičnog dioksida. Regeneracija adsorbenta može usvojiti ekološki prihvatljiviji potpuno zatvoreni proces regeneracije ciklusa, izravno koristeći toplinsku energiju katalitičke dehidrogenacije za regeneraciju, s niskom potrošnjom energije i bez emisije ispušnih plinova, osiguravajući da se stabilni brzina oporavka ugljičnog dioksida na uređaju otpušta tijekom procesa regeneracije.
Ukapljivanje i pročišćavanje
Sustav za ukapljivanje i pročišćavanje uključuje preostali uređaj za oporavak od hladnoće, likericu, toranj za pročišćavanje, reboiler i podkor.
Nakon sušenja, plin ugljičnog dioksida ulazi u zaostali uređaj za oporavak hladnoće i izmjenjuje toplinu s zrakom ispuštenim s vrha tornja za pročišćavanje. Nakon oporavka hladnoće, ulazi u likeri i ukapljuje se pod hlađenjem Freona. Tekućina izlaznog ugljičnog dioksida kontrolira se na oko -16 stupnjeva, a zatim ulazi u toranj za pročišćavanje za destilaciju. Donji dio tornja za pročišćavanje kontrolira ponovni uređaj za kontrolu temperature čajnika na -13 ~ -15 stupnjeva, temperatura gornje isparavanja tornja na -30 stupnjeva, a tlak se kontrolira na oko 2,2 MPa. Ugljični dioksid je ispario s bespomoćivim plinom (O2, N2, itd.) Dalje se ohladi i oporavlja kako bi se poboljšao prinos. Budući da je temperatura tekućine u donjem dijelu tornja za pročišćavanje relativno visoka, kako bi se smanjili gubici skladištenja, nakon pročišćavačke toranj može se postaviti podkornitelj. Temperatura isparavanja potkolenica kontrolira se na -30 stupnjeva, tako da se temperatura tekućine ugljičnog dioksida smanjuje na -25 stupnjeva za skladištenje u sfernom spremniku s niskotemperaturom. Proizvod je pohranjen u sfernim spremnicima ugljičnog dioksida, čiji se dio transportira kamionima i čiji se dio koristi kao suha ledena sirovina.
Proces hlađenja koristi karakteristike isparavanja srednjeg i niskog tlaka freona za hlađenje i ukapljeni plin ugljičnog dioksida na različitim temperaturama, što može u velikoj mjeri poboljšati učinkovitost ukapljenog plina ugljičnog dioksida.
Suhi led može se proizvesti smanjenjem tlaka tekućeg ugljičnog dioksida na normalan tlak, isparavanjem dijela ugljičnog dioksida u plin, a zatim hlađenjem drugog dijela tekućine u krute tvari u obliku snježne pahuljice, a zatim ga ubacivanjem u blokove ili granule kroz hladnjak. Nakon pakiranja stavlja se u izoliranu kutiju i isporučuje kupcima automobilom. Zrak koji se oslobađa suhim ledom izmjenjuje se izlaznim plinom suhog ledenog kompresora kroz hladnjak za oporavak suhog leda, a zatim ulazi u kompresor suhog plina za kompresiju. Nakon što se komprimirani plin razmjenjuje toplina, povezan je s ulaznim ulaznim sustavom za recikliranje.
Tri sustava za pročišćavanje otpada
Otpadni plin:Sušeni krevet i adsorpcijski krevet redovito se regeneriraju, a bezumljivi plin destilacijskog tornja koristi se kao izvor plina za regeneraciju. Ispunjeni regenerirani repni plin zadovoljava standard izravnog pražnjenja i može se isprazniti izravno. Za repni plin koji sadrži malu količinu etilena i drugog podstandardnog repnog plina u nenormalnim radnim uvjetima, on se može ugraditi u sustav spaljivanja otpadnih plinova i otpadne tekućine za liječenje spaljivanja. Općenito, vrijeme prebivališta dimnih plinova veće je ili jednako 2 s, a učinkovitost izgaranja veća je od ili jednaka 99,9%, što zadovoljava standardno ispuštanje otpadnog plina u nenormalnim radnim uvjetima.
Otpadne vode:Volumen ispuštanja kanalizacije ovog postupka je 6 m3/h, a volumen pražnjenja je mali, što se može izravno koristiti kao krumpirajuća hladna voda.
Čvrsti otpad:Ovaj će postupak stvarati čvrsti otpad samo tijekom razdoblja održavanja, uglavnom adsorbent, molekularno sito i dehidrogenacijsko katalizator; Aktivirani ugljik je opasan otpad, molekularno sito je silikat, koji je opći otpad, a katalizator dehidrogenacije sadrži plemenite metale, koji je opći fiksni otpad. Nakon što se generira gornji čvrsti otpad, može se poslati kvalificiranoj jedinici za odlaganje nakon što se privremeno pohranjuje u skladištu opasnog otpada/općeg skladišta čvrstog otpada.
Kontrola sigurnosti procesa
Tekući proizvod ugljični dioksid može se transportirati u sferni spremnik ugljičnog dioksida kroz cjevovode. Ulazni cjevovod trebao bi biti opremljen odsječenim ventilom i sfernim mjeračem ugljičnog dioksida. Kako bi se spriječila opasnost da je sferni spremnik ugljičnog dioksida prepun tekućine, postavljen je visoki blokiranje mjerača sferne razine spremnika za zatvaranje tekućeg ugljičnog dioksida u sferni ventil za odsječak cjevovoda; Kako bi se spriječila opasnost da se evakuira sferni spremnik ugljičnog dioksida, postavljen je nisko-niski blokiranje mjerača sferne razine spremnika kako bi se zatvorio sferni ventil za odsječak izlaznog kanta; Cijena za punjenje tekućeg ugljičnog dioksida opremljena je odsječenim ventilom i mjeračem mjerača sferne razine ugljičnog dioksida, a blokiranje niske niske razine tekućine zatvara ventil za odsječak cjevovoda; Tekući ugljični dioksid za suho cjevovod za stroj za led opremljen je odsječenim ventilom i mjeračem mjerača sferne razine ugljičnog dioksida sfernim mjeračem, a blokiranje niske niske tekućine zatvara ventil za odsječak cjevovoda suhog leda; Pumpa za punjenje u postupku opterećenja opremljena je ograničenjem mjerača protoka kako bi se zatvorio ventil za odsječak cjevovoda sfernog spremnika.
Internetski analitički instrumentni sustavi kao što je ukupni analizator ugljikovodika, prate analizator sumpora, analizator benzena, analizator kisika i metar inteligentnog rosa postavljeni su za uzorkovanje i analizu ulaznog i izlaza adsorpcijskog spremnika ugljičnog dioksida, izlaza od čistoće, izlaznog tona, izlaza u suhim, u izlasku jela, izlaza od suhog, izlaza od jela Odzrači glavne cijevi, izlaz kriogenog sfernog spremnika za punjenje, izlaz kriogenog sfernog spremnika suhog uklanjanja leda i izlaza kriogenog sfernog otvora spremnika. Zapaljivi plinski internetski detektor postavljen je nakon adsorpcijskog spremnika sirovog plina, a internetska detekcija i analiza sadržaja kisika i sadržaja ugljikovodika postavljeni su na izlazu dehidrogenacijskog oksidatora. Komponente i karakteristike sirovog plina u svakoj fazi obrade analiziraju se u stvarnom vremenu, a svaki podatkovni signal za nadzor uvodi se u DCS sustav za praćenje u stvarnom vremenu, a njegova koncentracija kontrolira se manja od 25% najniže vrijednosti niže granice eksplozije najugrozivnije komponente i miješanog plina. Kada zapaljivi plin LEL% u ulaznom mješovitom plinu prelazi 25% niže granice eksplozije, sustav će se isprepletati i odsjeći ventil za dovod dehidrogenacije za oksidaciju kako bi se spriječilo da eksplozivni plin uđe u dehidrogenacijsko oksidalizator u abnormalnim uvjetima, kako bi se osigurala siguran i pouzdan rad uređaja.
Sustav za ublažavanje tlaka u hitnim slučajevima uzima u obzir tlačni krug zaštićen sigurnosnim uređajem (sigurnosni ventil) i odabire najveći iz uvjeta pražnjenja koji mogu biti uzrokovani neuspjehom svake komponente ključa kao vrijednosti stanja sigurnosnog ventila. Tlasne posude i cjevovodi opremljeni su sigurnosnim ventilima u slučaju nadtlaka, poput ulaznih cjevovoda za adsorpciju i izlaza, regeneracijskog ulaznog cjevovoda za ulaz za sušilo, cjevovoda za ulaz za pročišćavanje, podložnih separatora, pod tlakom, a otpuštanje, sferizirani, itd. Sustav itd.
NewtekUglavnom se objašnjava odabir rute za oporavak i pročišćavanje ugljičnog dioksida s visokom koncentracijom u repnom plinu koji emitira industrija rafiniranja nafte. Prema razlikama u čistoći ugljičnog dioksida, sastava nečistoće, parametrima procesa, zahtjevima kvalitete proizvoda i brzini oporavka u repnom plinu različitih jedinica, u kombinaciji s karakteristikama različitih metoda procesa za oporavak i pročišćavanje ugljičnog dioksida, odabrana je odgovarajuća kombinirana metoda procesa za u osnovi, a u skladu s prometom prouzrokovane problemima zanemarivanja.
Zaključak
Uzmi a2O Proces kao primjer, kroz analizu načela procesa i terenska istraživanja postrojenja za pročišćavanje kanalizacije, u kombinaciji s relevantnim specifikacijama i standardima, konvencionalne i neizravne metode identifikacije a2O Status rada procesa određuje se zauzvrat, a osnova identifikacije na temelju pokazatelja praćenja zagađivača terminala, parametara procesa, potrošnje energije za pročišćavanje kanalizacije, otpuštanja mulja, statusa rada opreme itd. Na temelju toga, vještine rada i održavanja u pogledu parametara rada procesa, pokazatelja svojstava blata i vode, statusa rada opreme itd. Sveobuhvatno se analiziraju, a dizajniran je softver koji može brzo identificirati i analizirati greške, koji pruža referencu za realizaciju inteligentnog, učinkovitog i stabilnog rada a2O Proces.
