甲醇罐区及装车无组织排放气回收项目的介绍

作者:未知

  摘要:介绍甲醇罐区及装车无组织排放气回收工艺,以及泡罩塔的工作原理和特点,泡罩吸收塔在甲醇罐区及装车无组织排放气回收工艺的运用,提出了设计、施工、运行中,可能遇到的问题及解决方法。
  关键词:泡罩塔;甲醇罐区;甲醇装车;无组织排放气
  甲醇生产厂,甲醇罐区罐顶通常设置呼吸阀,进料及热呼吸时罐内的气相排至大气;上装式甲醇槽车,装车时鹤管从顶部伸入槽车下部,气相通过鹤管的气相排放系统进入大气。随着环保部门监管力度增大,对工厂无组织排至大气的物质量及浓度,要求越来越苛刻,且企业每年要向环保部门交无组织排放当量费用,少则十几万,多则几十万。在这种情况下,甲醇罐区及装车无组织排放气的治理日益迫切。下面以某工厂的甲醇罐区及装车无组织排放气的回收为例,介绍泡罩塔的应用。
  1 气相量及气相组成的确定
  对于甲醇罐,呼吸量由两部分气量组成,一部分是向储罐内灌装物料时所造成的呼出,另一部分是由于气候等影响引起储罐内物料蒸汽压增大所造成的呼出。
  甲醇溶液视为理想溶液,无组织排放气视为理想气体,气量的组成可根据拉乌尔定律及道尔顿分压定律计算,根据拉乌尔定律:
  其中:pi:溶液上方任意组分i的平衡分压,Pa;:在溶液温度下任意组分i的饱和蒸气压,Pa;xi:溶液中任意组分i的摩尔分数。
  根据道尔顿分压定律:
  其中:yi:气相中任意组分i的摩尔分数;p:溶液上方的总压力。
  式中:p由罐顶压力表读取,由物质特性查取,xi由分析化验提供,则气相中任意组分i的摩尔分数计算得出。由此气相量及气相组成确定。
  2 回收工藝及回收指标的确定
  利用甲醇与水互溶的特性,确定水吸收甲醇的工艺。根据现行的国家、行业、地方的大气排放标准,确定经过水吸收后,气相中甲醇的含量。物料流程图如下:
  3 设备结构、选型的选取
  甲醇作为有用的物质,如何利用少的公用工程和动力消耗回收气相中的甲醇,是关键。甲醇水溶液的分离多采用甲醇精馏工艺,这就要求使用少的脱盐水,既保证塔顶气相中甲醇达标排放,又满足塔釜甲醇溶液浓度越高越好。这种液量很小的体系,泡罩塔非常适合,泡罩塔操作稳定,弹性大,特别是操作下限低,气液接触充分,得到甲醇水溶液浓度高,减少了甲醇水溶液循环使用的功耗,塔釜甲醇水溶液直接排至后续接收系统。风机的风压满足泡罩塔的阻力降,甲醇水溶液外送泵的扬程满足后续接收系统的压差和阻力。
  4 安全设施设计
  ①根据《国家安全监管总局关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》安监总管三[2014]68号要求,多个化学品储罐尾气联通回收系统,经安全论证合格后方可投用,故采用气体开口收集方式,在呼吸阀外面设置罩,收集系统不直接与甲醇罐接触;②收集的无组织排放气,为甲醇、空气混合物,进一步加强风机操作安全,在风机进出口设置防火阀,一旦风机进出口温度超过设定值,即切断防火阀,联锁风机停止运转;③做好管道及设备的静电接地,风机叶轮及轴套等运动部件材质可以选择铸铝,壳体等静止部件材质可以选择铸钢,防止运行过程中出现火花。
  5 工程设计注意事项
  ①由于脱盐水量尽量小,设计泡罩塔板溢流堰适当增高;为保证塔顶气相满足排放要求;②塔高适当增高,塔板数增多,有利于在脱盐水少量的工况下,塔顶排气满足指标,且塔釜甲醇溶液浓度高;③甲醇吸收塔塔釜液位适当增高,则塔釜稀溶液泵可以间歇操作,可以减少备用泵,减少投资;④为保证甲醇吸收塔塔釜液位不超出操作上下限,同时减少生产人员现场操作频次,设置塔釜液位高报警,高高联锁甲醇水溶液外送泵启动,低报警,低低联锁甲醇水溶液外送泵停止;⑤由于脱盐水流量小,泡罩塔板内液相流动性小,脱盐水管道、甲醇吸收塔、塔釜排液管道均设置绝热,防止冬季结冰。
  6 工程安装注意事项
  ①安装泡罩塔内件时,要求内件组装密封严密,塔板平面平整;②气体中,有甲醇、有饱和态水蒸汽,故要求管道安装时低点设置排污;③甲醇罐区及装车为重大危险源,严禁动火,需要设置预制场地。
  7 结束语
  随着环保形式日益严峻,甲醇罐区及装车无组织排放气回收的重要性逐渐凸显;泡罩塔在此类项目中有小液量、吸收效果好的优点,有推广意义。
  参考文献:
  [1]夏清,贾绍义.化工原理(第2版)[M].天津:天津大学出版社,2008.
  [2]吴德荣.化工工艺设计手册·下册[M].北京:化学工业出版社,2009.
  [3]张德姜等.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].北京:中国石化出版社,2009.
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