李霽峰

（天津渤化永利化工股份有限公司,天津 300000）

1 概述

1.1 丁辛醇裝置馳放氣系統

由于低壓法羰基合成反應存在一定副反應物的生成，并且隨著銠催化劑活性的降低，選擇性下降，轉化率降低，副反應物及未參與反應的原料丙烯將會隨著時間的推移而逐漸增加。在此過程中這部分氣體從系統循環(huán)回路中連續(xù)排出[1]，馳放氣中含有大量的丙烷和丙烯[2]，具有較高的回收利用價值。目前系統內尾氣進入燃料氣總管或者直接排入火炬，不僅造成資源的巨大浪費，還會對環(huán)境造成污染。由于受壓縮能力和冷凝溫度的制約，采用傳統的壓縮冷凝工藝無法對其進行回收[3]。

1.2 丁辛醇裝置所在園區(qū)內的燃料氣平衡情況

1）可燃氣的需求是煤氣化的粉煤灰干燥，單臺爐設計用量：如果燃料氣為粗合成氣消耗為3000m3/h,PSA 尾氣為2500 m3, 閃蒸氣為4000 m3。按照最大量，兩臺爐最大用氣量為8000 m3/h。

2）全廠燃料氣供給量：氣體精制工序尾氣：7643 m3/h；甲醇合成閃蒸氣+尾氣：5865 m3/h；甲醇精餾不凝氣：363 m3/h；丁辛醇羰基合成系統：1089 m3/h；丁辛醇加氫系統尾氣：1316 m3/h。

3）全廠可用可燃氣體總量為（主要是氨醇分廠和丁辛醇分廠）：16276 m3/h。

4）最小富裕量為8276 m3/h。

5）如果尾氣回收改造方案實施，需要燃料氣1089 m3/h，回收完后有781 m3/h 的可燃氣（可燃成分62%）返回廠區(qū)的燃料氣總管，差額為308m3/h。此時，可燃氣的富裕量為7968 m3/h。因此尾氣回收裝置可以減輕整個園區(qū)的排放壓力。

1.3 市場需求分析

該尾氣回收方案的產品為液化氣和混合丁醛，其市場情況如下：

回收總量：5500t/a(其中丁醛1000 t/a)左右。

液化氣作為工業(yè)和民用能源產品之一，具有廣闊的市場空間和廣泛的用途。近5a 的價格區(qū)間為 2800～5500 元/t，平均價格在 3800 元/t 左右，目前液化氣的市場價格在4500 元/t 左右。

混合丁醛主要是下游客戶分離提純后，正丁醛用于生產三羧二甲基丙烷，異丁醛用于生產新戊二醇。目前市場價格在5000 元/t 左右，近5a 的平均價格在4700 元/t 左右。

液化氣和混合丁醛的加權平均單價約4000元/t（不含稅價格為3418 元/t）。

2 尾氣回收改造方案

2.1 丁辛醇裝置尾氣規(guī)格

可考慮回收的四股尾氣（丁辛醇全部為聚合級丙烯進料，排放量及含量）：

1)2# 羰基合成反應器頂部放空，原料氣組分：CH4、C3H8、C3H6、丁醛、N2+Ar、H2、CO2、CO、H2O，分別為：17.3%、19.8%、12.6%、1.9%、15.9%、12.7%、15.6%、3.9%、0.1%。流量：868kg/h;壓力：1.63MPag。2）高壓蒸發(fā)系統放空，原料氣組分：CH4、C3H8、C3H6、C4H6O、N2+Ar、H2、CO2、CO，分別為 ：26.2% 、9.1% 、5.6% 、4.9% 、32.2% 、14.3% 、3.7%、4.1%。流量：190 kg/h，壓力：0.7MPag。3）低壓蒸發(fā)系統流量，原料氣組分：CH4、C3H8、C3H6、C4H6O、N2+Ar、H2、CO2、CO，分別為：1.1%、38.2%、23.8%、20.4%、3%、0.6%、12.5%、3.9。流量：187 kg/h，壓力：0.065MPag。4）穩(wěn)定塔系統流量，原料氣 組 分 ：CH4、C3H8、C3H6、C4H6O、N2+Ar、H2、CO2、CO，分別為：2.8%、4%、7%、6.6%、1%、27.4%、0.2%、50.2%。流量：185 kg/h，壓力：0.43MPag。

2.2 丁辛醇裝置尾氣回收方案

2.2.1 工藝技術

丁辛醇裝置三股低壓氣經壓縮機升壓后與羰基合成反應系統的高壓弛放氣混合，混合氣體經循環(huán)水冷卻至一定溫度后進入吸收塔，吸收劑從塔頂進入，將尾氣中的丙烯和丙烷吸收下來，未被吸收的 CO2、CO、N2、H2等塔頂不凝氣送至火炬氣管網；吸收下來的丙烯、丙烷混合液送入解吸塔進行解吸，解吸塔塔頂采出的丙烯和丙烷混合液作為液化氣送至液化氣儲罐。如圖1 所示。由于丙烯丙烷沸點接近，較難分離，因此這項方案的技術關鍵是利用高效節(jié)能的單元設備[4]，降低成本，提高效益。

圖1 尾氣回收系統流程簡圖

2.2.2 主要設備

非標設備：吸收塔、解析塔、脫重塔，各1 套；換熱器，9 臺；緩沖罐，2 臺；定型設備：壓縮機，2臺（一開一備）；泵，8 臺。

2.2.3 公用工程消耗及單價（見表 1）

表1 公用工程消耗及單價

2.2.4 產品規(guī)格（見表 2）

表2 產品規(guī)格

3 經濟效益測算

3.1 按照100%聚合級丙烯進料的工況，通過建立物流平衡圖對尾氣回收方案進行測算，如圖2。

3.2 通過模擬100%全部聚合級丙烯以及30%化學級丙烯兩種工況，測算經濟收益如表3 所示。

圖2

通過表3 中的盈虧平衡點[5]分析可以看出，無論使用哪種原料，該方案的抗風險能力都處于較高水平。隨著丁辛醇裝置規(guī)模增加，靜態(tài)效益也在提高，但裝置達到一定規(guī)模時，靜態(tài)效益增加幅度也逐漸減小[6]，只能通過挖潛降耗來提高靜態(tài)效益。

表3 經濟效益測算表

4 結果與討論

綜上所述，即使是在丁辛醇裝置全部使用聚合級原料丙烯的情況下，尾氣回收方案仍可實現利潤299 萬元/a，與此同時還減輕了全廠燃料氣過剩的負擔，有利于環(huán)境保護，因此綜合考慮該方案具備可實施的條件。