化工工艺 合成氨.pptVIP

NHD溶剂在脱碳过程具有典型的物理吸收特征 二氧化碳气体在工艺气体中分压不太高时，它在NHD溶剂中的平衡溶解度能较好地服从亨利定律： 当气相压力不高时，气相中各组分的分压可按道尔顿分压定律来描述： 在二氧化碳气体与NHD溶剂之间进行传质过程的同时，氢气、氮气、甲烷、一氧化碳等气体与NHD溶剂吸收和解吸，但与二氧化碳气体的溶解度相比，这些气体在NHD溶剂中的溶解度要小得多(表2) * 表2 各种气体在NHD溶剂中的溶解度 由于硫化氢和有机硫在前面的脱硫工段已经脱除了大部分，剩下的含量很少，故可以可作NHD只吸收二氧化碳，其它气体则为惰性气体 * 3.3脱碳工艺流程图 1—换热器 2、6、13—气液分离器 3、7—风机 4—吸收塔 6、7、11—溶液泵 8、14—气体缓冲罐 9—气提塔 12—闪蒸槽 * 3.4脱碳与再生工艺流程 * ?变换气加压至1.4MPa后先经过分离器分离夹带雾沫后，进入板翅式综合气体换热器，与净化气、高压闪蒸气、低压闪蒸气换热降温，经进塔分离器分离，进入脱碳塔，气体由下向上与从塔顶喷淋下来的溶液逆流接触，混合气体的二氧化碳被溶剂吸收，脱除到1.0%以下，净化气经雾沫分离器分离掉夹带的少量雾沫后，进入翅式气体换热器回收冷量，经装有EAC-2的精脱硫罐脱除掉残余总硫，加压送联醇系统。 ? 从脱碳塔底部出来的NHD富液，经减压后进入闪蒸槽，将大部分溶剂中吸收的二氧化碳气体闪蒸解吸出来，送尿素合成塔。自闪蒸槽底部出来的溶剂，经富液泵提压后送至气提塔顶部。溶剂自塔顶喷淋下来，与从下部送入的氮气逆流接触，进行传质换热，并将溶液中残留的二氧化碳气提出来。出气提塔的解吸气经分离器回收少量夹带NHD雾沫后，入空气冷却器，与罗茨风机送来的空气进行间接热交换，之后，解吸气放空。 ? 从气提塔出来的贫液则经泵加压和流量调节后，进入氨冷管间，被液氨蒸发器冷却后再送入脱碳塔顶部去吸收原料气中的二氧化碳，如此循环使用，当循环溶剂吸水超标后，可部分送脱水塔进行脱水处理，脱水后的溶剂经溶液换热降温后送至气提塔。 吸收及再生流程说明 * 3.4.脱二氧化碳设备要求 NHD溶剂吸收二氧化碳的传质速度较慢，低温操作下的溶剂粘度大，流动性差。需要较大的气液传质界面。因此，选用了操作弹性较大的填料塔。 NHD溶剂无腐蚀性，在原来的腐蚀的脱碳系统内抑制腐蚀，因为NHD溶剂吸收了水分，减轻了CO2对碳钢的腐蚀。但在高温和有二氧化碳和水蒸汽存在的情况下，对设备有一定的腐蚀作用。因此，脱碳系统的大部分设备——脱碳塔、气提塔，闪蒸槽等都可用低合金钢钢制作，仅部分内件，如除沫器，液体分布器，填料支承及压板等，采用不锈钢材料。 管道间垫片可用石棉，机械密封材料可选用硅橡胶，聚丙烯和聚四氟乙烯，一般的高分子材料慎用。 NHD溶剂是油漆的溶剂，管道和设备内表面不能使用涂料，偶尔接触NHD溶剂的设备防腐涂层可用环氧树脂漆。 * 四.脱除少量CO和CO2 ——铜氨液吸收法 经一氧化碳变换和二氧化碳脱除后的原料气中尚含有少量的CO和CO2。碳化后的原料气，除H2、N2和CH4外，还含有3%左右的CO、0.1%～0.2%的O2和微量的H2S等有害气体，这些气体如不彻底清除，就会使氨合成催化剂中毒。因此，精炼工段的主要任务是将碳化来的原料气，通过化学或物理的方法，清除原料气中的CO、CO2、O2、H2S，制成合格的精炼气（微量CO + CO2 25ml/m3）。 企业目前采取的精炼方法为铜氨液洗涤法，铜氨液洗涤法是用含铜盐的氨溶液吸收原料气中少量的CO、可使CO的含量降至10ml/m3以下，同时还能去除原料气中少量的CO、H2S和O2。 * 4.1.少量一氧化碳和二氧化碳脱除的方法 (1)铜氨液吸收法 是最早采用的方法，在高压、低温下用铜盐的氨溶液吸收一氧化碳并生成络合物，然后将溶液在减压和加热条件下再生： Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 ＝ Cu(NH3)Ac?CO 由于吸收溶液中有游离氨，故可同时将气体中的二氧化碳脱除： NH3.H2O+CO2→NH4HCO3 (2)液氮洗涤法 利用液态氮能溶解一氧化碳、甲烷等的物理性质，在深度冷冻的温度条件下把原料气中残留的少量一氧化碳和甲烷等彻底除去，该法适用于设有空气分离装置的重质油、煤加压部分氧分法制原料气的净化流程，也可用于焦炉气分离制氢的流程。 (3)甲烷化法