以煤为原料的尿素厂CO2脱氢新技术及应用.pdfVIP

第十七届全国尿素厂年会论文资料集 153 以煤为原料的尿素厂C02脱氢新技术的应用 胡波瞿国忠 (江苏华昌化工股份有限公司张家港215600) 张清建王先厚李仕禄孔渝华 (国家CO变换催化剂气体净化剂重点工业基地湖北化学研究院武汉430074) 0 前言 来源于脱碳后的解吸气，无论采用什么方法脱碳，在脱碳液吸收C02的同时，还溶解了一 来，另外，通过加空气到C02中以对设备进行防腐保护。上述气体在整个工艺过程中极少 或完全不冷凝，并随未反应的Nil3及C02由合成塔顶排放出来，经过高压洗涤塔吸收大部 生产的最大安全隐患。20世纪70、80年代，国内外尿素工业界吸取了多起恶性爆炸事故的 教调，相继采用催化燃烧技术脱除C02原料气中的H2，主要在重油和天然气为原料的大型 尿素厂应用。由于脱氢催化剂最早由国外公司开发，价格很贵，对硫又非常敏感，国内先前 设计的尿素装置绝大多数采用煤制气，C02原料气中硫含量高，C02气体精脱硫技术当时还 未开发成功，故国内设计的尿素装置均未采用脱H2技术。 20世纪90年代，湖北化学研究院在C02脱氢催化剂的研制、脱氢工艺技术的开发和 C02精脱硫技术等方面做了大量的工作，并取得了突破性进展。C02精脱硫技术已在多家食 小型尿素厂推广应用，并取得了预期效果。 江苏华昌化工股份有限公司是一家以基础化工为主，精细化工、生物化工并举的现代化 企业，主要产品为合成氨、尿素、纯碱、氯化铵、精甲醇、复合肥、精细化工产品和热电产 N2及硫化物等，既存在可燃气体爆炸的安全隐患，又有硫对设备腐蚀的担忧。国内已有尿素 系统发生爆炸的先例，还有多家尿素厂因硫含量高而引起C02压缩机、蒸发加热器等设备的 腐蚀，轻则停车、重则更换设备。公司经过查阅文献和考察，选择了湖北化学研究院开发的 1 尿素C02脱H2技术介绍 尿素C02原料气脱氢新技术是由常温精脱硫技术与TH一3脱氢催化剂组合使用，可从根 本上消除爆炸性气体给尿素生产带来的安全隐患，解决尿素生产系统的腐蚀及爆炸闯题。 1．1 C02精脱硫技术 原料C02气中硫化物主要是H2S与COS，传统的千法脱硫方法是采用普通活性炭、氧 Xi0-6)、硫容低、无法脱除COS， 化铁或其它混合型脱硫剂，它们的脱硫精度差(H2Sl 不能达到精脱硫指标，无法满足脱氢催化剂对气质的要求。 型COS水解催化剂组合使用，可将总硫(H2S+COS)脱至0．06X10由，广泛应用于甲醇、 第十七届全国尿素厂年会论文资料集 154 合成氨、电子、精细化工等领域，取得了显著的效果。但高浓度C02由于竞争吸附与平衡 制约的原因，大大影响了水解催化剂的转化率和精脱硫的脱除效果。针对C02精脱硫问题， 经过努力开发了c02气精脱硫技术，较好地解决了这一难题，其工艺流程见图1。 40～1∞℃ 2 3 4 5 6 图1C02常温精脱硫新工艺流程图 1．1．1 C02精脱硫工艺的工作原理 硫剂)，将水解转化的H2S脱除，从而达到出口总硫(H2S卜COS)O．06X10‘6，有效保护 脱H2催化剂和防止硫对设备的腐蚀。 1．1．2C02精脱硫工艺的特点 H2S和COS可分别脱至O．03×10由。 该工艺开车时间短、能耗低、无需再生、操作徜单，对环境不适成任何污染，可保证生 产长周期稳定运行。 1．2尿素C02原料气脱H2催化剂 尿素脱氢催化剂最早由国外公司开发，进口价格很贵，1986年中科院兰州化物所开发 出DH-2型脱氢催化剂，代替进口开始在非煤为原料的尿素装置使用。针对国内需求，湖北 10由。后 剂在镇海炼化公司油为原料的520kt／a尿素装置中成功应用。脱氢器出口H250X 来又选用性能更优越的TH-3脱氢催化剂。TH-