CO2回收液化工艺的优化

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2018-2315

化工进展 ›› 2019, Vol. 38 ›› Issue (05): 2515-2520.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-2315

CO₂回收液化工艺的优化

陆诗建^1,²(),高丽娟^1,²,彭松水³,赵东亚¹(),王鑫¹,朱全民¹

1. 中国石油大学（华东），山东青岛 266580
2. 中石化节能环保工程科技有限公司，山东东营 257026
3. 胜利;油田分公司纯梁采油厂，山东博兴 256504

收稿日期:2018-11-27 修回日期:2019-01-11 出版日期:2019-05-05 发布日期:2019-05-05
通讯作者: 赵东亚
作者简介:<named-content content-type="corresp-name">陆诗建</named-content>（1984—），男，博士研究生，主要从事CCUS工程技术研究。E-mail：<email>lushijian88@163.com</email>。

Optimization of CO₂ recovery process

Shijian LU^1,²(),Lijuan GAO^1,²,Songshui PENG³,Dongya ZHAO¹(),Xin WANG¹,Quanmin ZHU¹

1. China University of Petroleum(East China）, Qingdao 266580, Shandong, China
2. Sinopec Energy and Environmental Engineering Co. , Ltd. , Dongying 257026, Shandong, China
3. Chun Liang Oil Production Plant，Shengh Oilfield Branch, Boxing 256504, Shandong, China

Received:2018-11-27 Revised:2019-01-11 Online:2019-05-05 Published:2019-05-05
Contact: Dongya ZHAO

摘要/Abstract

摘要：

在液化站CO₂采集处理工程中，低温分馏及配套的氨制冷系统是核心工艺。基于此，采用HYSYS模拟软件研究计算了相应的工艺流程，通过研究分馏系统提纯塔塔压、理论塔板数和塔顶冷凝温度对产品能耗和放空气中甲烷含量的影响规律，得出了本工程适宜的提纯塔塔压为3.2MPa，理论塔板数为12块，适宜的塔顶冷凝温度为-25℃；通过研究蒸发式冷凝器的蒸发温度、冷凝温度以及经济器出口温度对氨制冷系统的影响规律，得出了设计条件下适宜的蒸发温度为-30℃，冷凝温度为39℃，经济器出口温度为10℃。

关键词: 二氧化碳, 低温分馏, 氨制冷, 影响因素, 运行参数, 模拟, 优化

Abstract:

In the CO₂ acquisition and treatment project of the liquefaction station, low temperature fractionation and ammonia refrigeration system are the core processes. Is calculated using HYSYS simulation software based on this, the corresponding technological process, by studying the fractionation system purification tower, tower pressure, the theoretical plate number and the top of the tower condensing temperature on product energy consumption and the influence law of methane content in the object completely, it is concluded that the project is suitable for purification of tata pressure of 3.2 MPa, the theoretical plate number is 12, suitable tower condensing temperature is -25℃; By studying the evaporating temperature, condensing temperature and economizer exit temperature on the influence law of ammonia refrigeration system, the design is obtained under the condition of appropriate evaporating temperature was minus 30℃, condensing temperature is 39℃, economizer exit temperature of 10℃.

Key words: carbon dioxide, low temperature fractionation, ammonia refrigeration, influencing factors, operation parameters, simulation, optimization

中图分类号:

TE348

陆诗建, 高丽娟, 彭松水, 赵东亚, 王鑫, 朱全民. CO₂回收液化工艺的优化[J]. 化工进展, 2019, 38(05): 2515-2520.

Shijian LU, Lijuan GAO, Songshui PENG, Dongya ZHAO, Xin WANG, Quanmin ZHU. Optimization of CO₂ recovery process[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2019, 38(05): 2515-2520.

图/表 13

图1 总体工艺流程图

图2 氨制冷工艺流程示意图

表1 原料气基本组成

气体组分	体积分数/%	气体组分	体积分数/%
N₂	0.0046	iC₄	0.030
CO₂	96.98	nC₄	0.080
C₁	2.23	iC₅	0.017
C₂	0.07	nC₅	0.017
C₃	0.120

图3 CO2低温分馏系统工艺模拟流程图

图4 提纯塔压力对单位产品能耗和放空气中甲烷体积分数的影响规律

图5 产品能耗和放空气中甲烷含量随塔板数的变化关系

图6 产品能耗和放空气中甲烷含量随塔顶冷凝温度的变化关系

图7 制冷系统中氨蒸发温度对氨循环量和压缩机功率的影响

图8 制冷系统中氨冷凝温度对氨循环量和压缩机功率的影响

图9 氨冷凝温度为39℃时，经济器出口温度对氨循环量和压缩机功率的影响规律

图10 不同冷凝温度条件下，制冷系数随经济器出口温度的变化规律

图11 G89液化站装置照片

表2 运行结果与模拟结果对比

项目	模拟结果	设计/运行结果
提纯塔运行压力	3.2MPa	3.2～3.5MPa
提纯塔塔板数	12	16（填料高度8m）
提纯塔塔顶冷凝温度	-25℃	-26℃
冷凝器蒸发温度	-30℃	-34℃

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CO₂回收液化工艺的优化

Optimization of CO₂ recovery process

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