变压吸附在合成氨原料气净化中的应用.pdf

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1、／·34·化工设计通讯ChemicalEngineeringDesignCommunications第37卷第2期2011年4月变压吸附在合成氨原料气净化中的应用汪寿建(中国化学工程股份有限公司。北京100007)摘要：介绍变压吸附技术的发展历程以及在合成氨生产中的应用。通过吹扫再生和抽真空再生的PSA脱碳对比．表明吹扫再生流程是一种更节．能的工艺技术，节能降耗显著，运行费用几乎为零，在合成氨气体净化中具有极强的竞争力。关键词：原料气净化；变雎吸附；吹扫再生流程；抽真空再生流程；节能工艺中图分类号：TQll3．26+4文献标

2、志码：B文章编号：1003—6490(2011)02一0034一04PSAApplicationinAmmoniaFeedgasPurificationWA．NGSJl20“0i“理(ChinaNationalChemicalEngineeringCo．，I。td．，Beijing100007，China)Abstract：IntroducethePSAdevelopmentanditsappljcationinammoniaproduction．ContrastthepurgeregenerationPSAdecarbur

3、izationwiththeVacuumregenerationPSAdecarburization，concludethepurgeregenerationprocessisamoreefficientandsignificantinenergysaving，andrunningcostisaImostzero．Soitishighlycompetitiveinammoniafeedgaspurification．Keywords：feedgaspurification；PSA；purgeregeneration；Vacu

4、umregeneration；energysaving1概述自七世纪60年代初世界上第一套变压吸附(简称PSA)制氢装置由UCC公司在美国实现工业化以来，作为一种经济有效的气体分离净化手段，PSA技术发展很快，应用范围不断扩大。70年代，变压吸附技术主要用住氧氮分离、空气干燥与净化以及氢气净化等。其中。氧氮分离的技术进展是把新型吸附剂炭分子筛与变压吸附结合起来，将宅气中的()：和N：加以分离，从而获得氮气。随着分子筛性能的改进和质量的提高。以及变压吸附工艺的不断改进，产品纯度和回收率不断提高，这又促使变压吸附在经济上立足和实

5、现工业化。90年代，变压吸附工艺在合成氨厂的C0z脱除方面得到广泛应用，PSA脱碳技术与其他脱碳技术相比，具有能耗低，自动化程度高，运行安全、稳定的优点。PSA干法脱碳技术主要有以下特点。(1)操作方便，流程简单，无设备腐蚀问题，能耗低，操作中不消耗蒸汽，装置运行费用低。(2)CH。在变换气中一般为O．7％～0．9％，经PSA脱碳后CH，含量可降到0．2％～O．4％，使合成系统的弛放气减少。(3)以煤为原料的合成氨厂变换气中H：S一般为50～200mg／m3，有机硫为(20～50)×10～，有机硫主要为C()S，CS。、硫醇

6、、硫醚等。在经PSA脱碳后净化气中H。S含量可降至O．5mg／m3，有机硫除C()S外可全部除去。(4)由于PSA技术对变换气的净化度高(氢氮气中C()。含量≤o．2％)，可采用f}I烷化代替铜洗，节省蒸汽和冷冻量，免除铜洗液污染环境。由于气体净化度高，硫化物、NH。等杂质均为lo“数量级，使有联醇工序的合成氨厂甲醇质量大大提高，且延长了甲醇催化剂的使用寿命。收稿日期：2011一02一15作者简介：汪寿建(1956一)。男，江苏无锡人。教授级高级工程师。中国化学工程集团(股份)公司总工程师／中国五环工程股份有限公司副总经理，

7、长期从事化工工程的设计、开发及技术管理工作。第2期汪寿建：变压吸附在合成氨原料气净化中的应用·35·2吸附分离在合成氨工业中的应用范围3变压吸附基本原理PSA技术已被广泛用于合成氨工业。PSA制氧可用于煤化工和石油焦的富氧造气和天然气的转化工艺。以达到节省原料的目的；用于合成氨原料气的净化，如脱除原料气中的各种硫化物，二氧化碳等；此外还用于合成氨弛放气中氢的回收。达到增产合成氨的目的。2．1PSA技术制氮用PSA法制取的氮气在合成氨工艺和石油化工等工艺中用于置换、检漏、清洗、密封、保护气、催化剂再生、石油分馏、干法熄焦等。2

8、．2PSA制氧技术用PSA法制取的氧气，为合成氨生产提供氧源，也可为富氧燃烧提供富氧。此外许多化学产品是通过催化氧化反应生产的．而氧源是空气。一般来说，用纯氧或富氧代替空气，在经济上是可行的。不仅能增产、节省投资，还能减少放空尾气中的产品损失，减少环境污染。2．3PSA提纯一氧化碳C()是