化学品生产工艺流程中的能效分析(12)·甲醇
ICI LP工艺——该工艺基于ICI低压技术,是一个放热过程,其中包括天然气的蒸气转化、甲醇的高压合成、
产物回收和分离过程中的蒸馏。全过程的能量输入大约是理论最小需用能量的6倍(见图1)。精炼操作单元中主
要的能量损失来自初级蒸馏柱和大型热交换器。转化炉中会产生大量内部有效能损失,这主要是由进、出蒸气及燃
烧气体的较大温差引起的(详见表1)。
Lurgi工艺——该过程由ICI LP工艺衍变而成,它利用的是2步法联合重整工艺,其中第2步为吹氧转化。
过程能量输入比理论最小需用能量高3倍(见图2)。最大的有效能损失出现在热回收单元,如果低温使用可行,
这一过程还具有回收大量能量的潜力。精炼操作单元中的甲醇柱也造成一部分的能量损失,但是这要比ICI过程中
相同作用的柱子产生的能耗少,冷凝蒸气的产生会减少其能量损失。相当大的一部分能量损失来自于转化单元中的
过程交换器和燃烧炉,以及合成单元中的甲醇反应釜、冷凝器和空气冷却器(详见表2)。过程交换器是大量能量
回收时备用的蒸发设备。虽然燃烧炉的能量损失较小,但是高有效能比说明还可能使用废旧加热器来回收能量。转
化和热回收单元中的有效能损失主要由进出流体的不同温度造成的,巨大的温差也是合成单元中大量内部有效能损
失的原因。
单位换算:
1桶原油=5.8×106英热单位(Btu)
1吨标准煤=2.406×107英热单位(Btu)
1磅(lb)=0.4536kg
1英热单位(Btu)=1055.06焦耳(J)
(任芳摘译自《Chemical Bandwidth Study——Exergy Analysis: A Powerful Tool for Identifying Process
Inefficiencies in the U.S. Chemical Industry》)
表1 甲醇生产(ICI LP)能效分析 Btu/lb
天然气制备甲醇 能量损失 % 外部有效能损失 内部有效能损失 总有效能损失 %
(ICI LP)的单元操作
转化 176 2 8 2791 2799 52
合成 313 3 47 516 562 10
精炼 9391 95 1234 822 2056 38
合计 9880 1289 4129 5417
表2 甲醇生产(Lurgi)能效分析 Btu/lb
天然气制备甲醇 能量损失 % 外部有效能损失 内部有效能损失 总有效能损失 %
(LURGI)单元操作
转化 1483 20 608 2131 2739 55
合成 1918 25 471 489 960 19
精炼 1234 16 164 98 262 5
热回收 2958 39 922 99 1021 20
合计 7593 2165 2817 4982
