小氮肥设计技术.doc)-工艺技术

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1、小氮肥设计技术摘要简要叙述了几种脱碳方法的发展及现状，并进行了比较和评述。关键词脱碳技术评述1NHD(Selexo1)法1958年美国联合化学公司福朗克波特(FrankPorter)发明了在高压下能溶解酸性气体的良好溶剂聚乙二醇二甲醚，商品名称为Selexol。利用此溶剂发展起来的气体净化方法称Selexol法。6o年代初。联合化学公司进行了净化合成气、天然气的中型试验，1964年冬建立了第一座工业性试验工厂用来净化合成氨装置的合成气。1996年世界上已有50多个工业生产装置。南化集团研究院于1980年起，经过静态平衡和模型试验，筛选出用于脱除H2s、c02的聚乙二醇二甲醚溶剂(商品名称N助

2、)，测定了cO2、H2s等组份在溶剂中的溶解度及其它热力学数据，在模试中得出了脱硫、脱碳的较佳工艺条件，开发了与Selexol法相似的工艺过程，命名为NHD法。1984年通过化工部鉴定。由化工部第一设计院设计的鲁南化肥厂Ⅱ期工程脱碳装置(8×104t／a合成氨)和郯城化肥厂第二套脱碳系统(4×104t／a合成氨)均采用此技术，并分别于1993．10、1993．12．20投运。至今运转正常。NHD法已正式批准为我国第一批化工设计专有技术。据不完全统计，国内运转的生产装置50多个。NHD法脱碳装置的主要操作数据为：吸收压力2．7MPa，处理气量26000Nm3／h。入吸收塔贫液温度13℃，溶剂循

3、环量260360m3／h，变换气CO226％一28％，净化气CO2<0．2％，再生气c0299％。电耗125kw?h／tNH3汽耗25kg／tNH3，溶剂消耗0．23kg／tNH3。2MDEA法和改良I或活化)MDEA法20世纪40年代末，美国Flour公司就研究过MDEA水溶液选择吸收H2s的问题。7O年代，DOW化学公司又在中型试验及工业装置中研究了MDEA工艺。70年代末，我国四川天然气研究所、南化集团研究院开展了MDEA水溶液选择吸收H2s的研究，并逐步实现工业化。主要用于天然气脱硫。这就是早期的MDEA法。MDEA与CO2的反应过程受co2与H2O反应步骤的控制，而使整个脱碳过程的

4、速率不快。为了加快吸收与再生速率，70年代初。西德BASF公司在MDEA水溶液中加入了少量与CO2进行微弱反应的活化成份，用来脱除CO2，形成了改良MDAE法。或称活化MDEA法。1971年西德的一个30×104t／a合成氨厂首次应用成功。据统计，至1996年，国外已有60多个工业装置在运转。建设和设计中的装置有125个以上。一般使用的活化剂有哌嗪、二乙二醇、咪唑或甲基取代咪唑等有机物。改良MDEA法是当今能耗较低的脱碳方法之一。1985年南化集团研究院、华东化工学院着手进行活化MDEA脱碳的研究工作，筛选了活化剂。进行了小型中试。测定了平衡数据并研究了过程动力学。1989年南化集团研究院的

5、活化MDEA法成功地应用于一个小氮肥厂脱除部分cO2的工业装置。1991年湖北襄樊氮肥厂将此法用于年产万吨氨的全脱碳装置并投入生产，1992年通过部级小氮肥设计技术22鉴定，并获国家专利。目前已有80多个厂采用活化MDEA法脱碳，总能力超过1O×104t／a氨。据资料介绍，南化集团研究院的技术采用的是30％MDEA水溶液，活化剂是DEA。江西永丰氮肥厂、安徽东至氮肥厂采用华东化工学院的技术，使用50％MDEA水溶液，活化剂是派嗪。DMEA脱碳装置的主要操作数据为：吸收压力2．7MPa，处理气量22OONm3／h，溶液循环量：贫液2om3／h，半贫液70m3／h。人吸收塔贫液温度60?80~C

6、，出吸收塔富液温度85℃，再生塔底温度75℃，变换气co226％一28％，净化气co20．1％，再生气co299％，蒸汽消耗0．802t／tNH3，电耗85．7kw?h／tNH3。某中型氮肥厂利用余热作为再生热源，做到了脱碳不耗蒸汽。使该装置运行更经济。3PSA法变压吸附(PSA)是气体分离技术中发展迅速和日益成熟的工艺过程。在气体工业中有广泛用途。将变压吸附技术用于脱除变换气中的co2还是近几年的事。早期的PSA脱碳装置处理能力小，有效气体损失大，一度影响推广应用。1999年宜化投资1900万元新建一套大型PSA脱碳装置，采用03200吸附塔10台内装吸附剂1100t，实际处理气量611O

7、Nm3／h，操作压力O．8MPa，净化气co20．1％一0．2％(V)，H2回收率99．06％，N2回收率96．31％。回收CO2纯度≥98．5％，电耗103kw?h／tNH3。4碳酸丙烯酯脱碳技术国内的碳酸丙烯酯脱碳技术是南京化工研究院等单位开发的。1979年通过化工部鉴定，据不完全统计国内已有大型装置2个，中型装置2个，小型装置160多个。大部分用于从变换气中脱除Co2。初期，碳酸丙烯酯法用于代替水洗法脱