煉化企業(yè)二氧化碳捕集技術(shù)的流程模

1、煉化企業(yè)二氧化碳捕集技術(shù)的流程模擬優(yōu)化培訓(xùn)總結(jié)運行部文慶革7月18日至7月30日，我參加了在石化管理干部學(xué)院舉辦的“煉化企業(yè)二 氧化碳捕集技術(shù)的流程模擬優(yōu)化培訓(xùn)班”。這次培訓(xùn)共有來自九家兄弟企業(yè)的十 四人參加。培訓(xùn)重點是煉化生產(chǎn)企業(yè)排放的二氧化碳捕集技術(shù)，包括溶劑吸收、 固體吸附、膜分離、流程模擬優(yōu)化和經(jīng)濟評價及Aspen Plus流程模擬軟件操作。 本次培訓(xùn)由中國石化總裁辦公室高級顧問、美國弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)化 學(xué)工程系劉裔安教授授課。一、主要培訓(xùn)內(nèi)容：（一）、Aspen Plus流程模擬軟件學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)了簡單模型的建立方法，練習(xí)了流程圖制作，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入（包括參數(shù) 設(shè)置，組分、物性數(shù)據(jù)

2、、物流數(shù)據(jù)、設(shè)備塊選用方法），模擬計算及數(shù)據(jù)修正直 全計算收斂。學(xué)會查看計算結(jié)果并分析計算產(chǎn)生的預(yù)估值是否合理或與實際工況 工藝參數(shù)進(jìn)行比較，檢查模擬計算效果。（二）、主要的CO2捕集技術(shù)1、基于溶劑吸收的CO2捕集技術(shù)包括物理溶劑吸收和化學(xué)溶劑吸收。物理溶劑吸收靠CO2在溶劑中的溶解度，高溫低壓操作，CO2的分壓較高，高 于10大氣壓，溶劑再生能耗較低，物理溶劑吸收主要有聚乙二醇二甲醚物理溶 劑法（Selexol法）和低溫冷凍甲醇物理溶劑法（Rectisol法）。化學(xué)溶劑吸收靠CO2與溶劑間的化學(xué)反應(yīng)，CO2的分壓較低，1至2個大氣壓， 溶劑再生能耗高，主要是胺化合物吸收，包括MEA法（單乙

3、醇胺）、MDEA法（甲基 乙二醇胺）、熱鉀堿法等。MEA法以MEA水溶液為主體，配入了一定量的活性胺、抗氧化劑、緩蝕劑， 組成復(fù)合胺溶液回收低分壓二氧化碳?；钚园放c二氧化碳反應(yīng)不形成穩(wěn)定的氨基 甲酸鹽，其最大吸收容量為1molCO/mol胺。典型案例有華能集團(tuán)北京熱電廠23000噸/年CO2捕集示范裝置。對于已有的燃煤電廠，一般都采用低分壓回收CO2 的方法進(jìn)行CO捕集。2熱鉀堿法采用25%30%的K2CO水溶液吸收CO。由于K2CO具有強堿性，與323CO反應(yīng)生成的KHCO在減壓和加熱時可釋放出CO ,重新生成K2CO ,因而可循環(huán) 2323使用。熱鉀堿法通常會在溶液中加入活化劑以促進(jìn)CO2

4、的吸收，因此也稱為活化 熱鉀堿法。熱鉀堿脫碳技術(shù)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，其應(yīng)用范圍已從最初的化肥行 業(yè)領(lǐng)域向石化、煤制油、天然氣行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行拓展。2、基于固體吸附劑吸附的CO2捕集技術(shù)工作原理是利用固態(tài)吸附劑對原料混合器中CO2的選擇性、可逆吸附作用來 分離回收CO2。吸附劑在高溫（或高壓）時吸附CO2，降溫（或降壓）后解析CO2, 通過周期性的溫度（或壓力）變化，從而使CO分離出來。23、基于膜分離法的CO2捕集技術(shù)膜分離法是利用某些聚合材料制成的薄膜對不同氣體具有不同滲透率來選 擇分離氣體的。膜分離的驅(qū)動力是膜兩側(cè)的壓差，在壓差條件下，滲透率高的氣 體組分優(yōu)先透過薄膜，形成滲透氣流，滲透率低的

5、氣體則在薄膜進(jìn)氣側(cè)形成殘留 氣流，兩股氣流分別引出從而達(dá)到分離的目的。（三）、不同工藝選擇不同凈化技術(shù)根據(jù)CO不同的分壓及氣源條件，選擇不同的凈化方法。21、氣源為低分壓CO2氣體，通常為CO2分壓小于0.1 MPa的混合氣體，如燃煤電 站煙氣、石灰窯氣、甲醇廠煙道氣等，選擇低分壓CO2回收技術(shù)。2、CO2分壓較高，選擇物理吸收法或MDEA法為宜。如用于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) 電站（IGCC）中。3、氣源含烴量較高，尤其是C2以上烴，選熱鉀堿脫碳法或MDEA法。二、培訓(xùn)收獲及建議：通過培訓(xùn)我基本了解了煉化企業(yè)目前和開發(fā)中的二氧化碳捕集技術(shù)，學(xué)習(xí)了 Aspen Plus流程模擬軟件操作方法,通過上機

6、練習(xí)，熟悉了流程模擬軟件操作， 完成了多種二氧化碳捕集技術(shù)全流程的模擬和優(yōu)化，包括：1、低分壓煙氣應(yīng)用復(fù)合胺化學(xué)法吸收二氧化碳的技術(shù)。2、德國Lurgi公司開發(fā)的應(yīng)用于煤化工化肥過程中高分壓排放氣的冷凍甲醇吸 收二氧化碳和二氧化硫的Rectisol技術(shù)。3、美國前聯(lián)碳公司（現(xiàn)陶氏化學(xué)公司）開發(fā)的應(yīng)用于高分壓排放氣的聚乙二醇二 甲醚吸收二氧化碳的Selexol技術(shù)。通過這些二氧化碳捕集技術(shù)全流程的上機模擬實驗，基本掌握了 Aspen Plus 流程模擬軟件的使用，提高了理論和實際應(yīng)用水平，為今后開展流程模擬應(yīng)用打 下了基礎(chǔ)。劉裔安教授在授課過程中還就CO捕集技術(shù)的示范應(yīng)用簡單做了經(jīng)濟評價，2認(rèn)為成本很高，指出了現(xiàn)有CO捕集技術(shù)應(yīng)用的局限性，主要有：21、目前所有商用CO2捕集技術(shù)均未經(jīng)過大規(guī)模工業(yè)示范成功應(yīng)用。2、用來支持CO捕集技術(shù)應(yīng)用所添加的電力和水蒸氣公用工程消耗通常會降低2燃煤電廠發(fā)電能力的三分之一。3、若目前和開發(fā)中的CO2捕集技術(shù)能成功地大規(guī)模應(yīng)用，投資成本和操作費用 都不符合成本效益。長嶺分公司生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的CO2主要存在于脫