脱碳工艺分析和进展

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1、脱碳工艺分析和进展张成芳(华东化工学院)、摘耍本文论述T合成氛石油和天然气工业中脱破方法的选择衣脱破过程热力学。、、、ee刹析评论T低能耗Bnfild法活性MDEA法空间位妞胺法两元沉合按法对我国、。大中型氛厂以及天然气厂脱破工序节能降耗有一定的借鉴作用一因此,工艺上应尽可能采用化学吸收法,、以一前言回收更多的CO:,减少CO:不足的矛盾,(2),由于原料和制气方重油部分氧化法制气生产尿素时,在合成氨生产过程中理论总方程,Z.法的不同原料气中含有16、40拓的CO需要式尚余123摩尔CO:3,,0/摩尔NH

2、因此可以采,、碳钱和、:,脱除而对于尿素联合制碱氨加工用CO回收率不高的物理吸收法例如冷甲醇:,这就存在:,3,等生产又需要CO作原料CO供需法()不管采用那一种制气方法生产碳酸。,:关系的问题表1列出了不同制气方法理论总氢按时理论总方程式中CO都处于缺少的状:。:。,:,合成氨方程式的氨CO平衡关系由表可见态因此小氮肥厂解决CO的补充来源增(,,1)以天然气蒸汽转化法制气生产尿素时产碳酸氢按就成为迫需解决的一个重要‘。0058H:,问题理论总方程式尚缺摩尔CO扩摩尔N::衰1总合成奴方程式的橄破平衡(本尔

3、CO/康尔NH)’’’c。·/·制气方法总方程式NH生产尿素或纯碱生产碳。}……}····,·。:。间歇式煤造气。;。一N‘3峨。。。,。,151:粼;召黔.+…一丁飞一{天然气,汽转化。.。缺”“男‘效)0。。{“”歇…一…一{一·:‘·,__。重油””,化。:黔。:;’”48。。余3“。一年“,,“:纷幸“韶:嚼“;狱”}一{移……厂:。于低分压下CO的脱除二、脱碳方法的选择物理吸收和化学吸收在热效应上有明显的。,脱碳方法大体可分为物理吸收和化学吸收区别物理吸收的热效应在数千卡/摩尔以内。,。两类物理吸

4、收的分子间为范德华引力化学而化学吸收的热效应通常在10千卡/摩尔以上。,吸收为化学键力由于其本质区别构成了它们由于热效应的不同温度对气液平衡的影响有,。,的吸收平衡线热效应以及吸收选择性等方明显的差异物理吸收温度影响效应较小化。。面〔们的不同学吸收温度影响效应较大当改变条件使吸收,,,,等温吸收时物理吸收平衡线为直线化剂再生时由于温度效应较小物理吸收以降。,,物理吸收的溶、学吸收则为曲线分压增大时压闪蒸为主一般较少加热再生而化学吸收,,则除降压以外还需加热利用温度效应使再生解度随分压正比增加而化学吸收溶解度

5、增加。,。率随分压增大不断降低因此物理吸收宜应完全:,,用于高分压下CO脱除而化学吸收则宜应用在吸收选择性仁物理哑收和化学吸收亦。,存在明显差异物理吸收剂的吸收选择性主,要依物于各气体溶解度不同的差别而化学吸,则由各气休的溶解度系数和反收剂的选择性。鉴应平衡常数的乘积º所决定于反应平衡,因此,常数差异较大化学吸收剂的吸收选择倒。.性高于物理吸收剂!_.i、。r。Z习康迸Mh和Rhk色(。〕提出脱除eo方法:、一1。Z图2CO分离剖析圈适应性菌练如画析示此图以原料气中co,分压和气体净化度两个主要因素来判断各

6、种CdyGPdPdrl(23)。:Z一y“(一p方法的经济合理性其用法为先由总压和CO(l)P),,,利用图将式(幻代入式(2)积分得分离理沦功为在原料气中浓度求出其分压1左方,P一PZ线中分压线和参考线(虚线)的交点作一水平W一G尺TOP2l,1(p/P。)dP/(P一P)“:1右线、此线与产品气中co含量横座标线(图丁p二p盈,方)交点的所属位置确定了所适应的各种脱(4)。一,破方法如果CO:浓度不高上式可积分得GRToz,工,lp;pC一p:np:Pe〔l(/)I(/)〕L口口口口口口口口巨EP,夕汤

7、‘州斌!一,::口口口口.}日一。)必.日曰均球j(5)/l}际l扣.l苗由:口口口口冷口口[上述剖析可知成ZI禽·:痴翻料扫架黔,n夕2(1)式(2)扣CO微元分离功为aw/d二夕_匕二l试丛型}o,:C。,e,n,’口口口lppp口口目团曰口r一户了函只T(/)当>I时aw/d二+为日弓沪户产,乒尸!;c,‘n,圃多目自动进行过程当p一P时aw/d二0为平犷胶心,,口以艺凶》日二.口衡系统;当p

8、口口口巨口口:一。为不叮能实现的过程,、.‘、气肛”仙好2(2)C0积分理论分离功W与气体的处理、量人:皿1脱碳方法适应性图分离前后原料毛中CO分压和分离所得纯Z。。,、CO的压力P有关例如从原料气中分离三脱碳过程热力学剖析Z,c,,CO当其分压降低至P以上时W>O过程:2的;c,,从气体中脱除CO的过程可解析为图自动进行但继续从P降低至更低时W<0,Z,Z。过程即从气体中不断取出CO使CO分压过程的进行需输入外