变压吸附脱碳装置在氮肥生产中的应用.pdf

《变压吸附脱碳装置在氮肥生产中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工设计通讯第３９卷第４期·８·ChemicalEngineeringDesignCommunications２０１３年８月变压吸附脱碳装置在氮肥生产中的应用郑高潮（安徽昊源化工集团有限公司，安徽阜阳２３６８００）摘要：介绍变压吸附脱碳的基本原理、设计参数、工艺流程及主要设备，系统的运行情况及优化改造措施。关键词：变压吸附脱碳；运行情况；优化改造＋中图分类号：TQ１１３畅２６４文献标志码：B文章编号：１００３‐６４９０（２０１３）０４‐０００８‐０２ApplicationofPSADecarburizationUnitinNitrogenFertilizerProduct

2、ionZHENGGaochao‐[AnhuiHaoyuanChemicalIndustry(Group)Co.,Ltd.,FuyangAnhui２３６８００,China]Abstract:DescribePSAdecarburizationbasicprinciples,designparameters,processandmajorequipment,alsotheunitoperationandoptimizationrenovationmeasures.Keywords:PSA(pressureswingadsorption)decarburization;oper

3、ation;optimizationrenovation0前言2设计参数安徽昊源化工集团有限公司是由原安徽阜阳2畅1变换气（其组分见表１）３化工总厂改制而成的大型化工企业。主要产品有流量２０００００m／h总氨１０００kt／a（甲醇４００kt／a）、尿素１０００kt／a、压力约２畅７MPa（G）碳酸氢铵４００kt／a等。温度≤４０℃据公司发展需要，２００７年新上一套２０００００表１变换气组分％３m／h的变压吸附脱碳装置，分两期实施（每期各组分H２N２COCH４CO２O２合计３１０００００m／h），于２００８年底全部完成并投入生体积产。本装置共投资８０００万元，操作采用DCS

4、控４９畅９９１６畅６７２畅８３１畅９２８畅５１０畅１１００畅０分率制系统，自动化程度高、运行平稳、无污染，达2畅2净化气（其组分见表２）到了节能、降耗、减排的目的。现将该装置的设３流量１４０９３８m／h计、运行及改造情况总结如下。压力约２畅６MPa（G）1工作原理温度３５～４０℃本装置采用变压吸附脱碳技术，从合成氨变表２净化气组分％换气中脱除二氧化碳。利用吸附剂对气体中各组组分H２N２COCH４CO２O２合计分的吸附容量随压力变化而呈现差异的特性及吸体积７０畅７２２２畅９９３畅７８２畅１６０畅２０畅１４１００附剂的选择性，实现加压时吸附杂质（二氧化碳）分率产出净化气体（含

5、氢气、氮气、一氧化碳、甲烷3工艺流程（图１）简介等）；减压时释放杂质（二氧化碳），同时吸附剂完成再生。原料气（变换气）在压力２畅６～２畅７MPa、温度≤收稿日期：２０１３‐０６‐１５作者简介：郑高潮（１９７３－），男，安徽阜阳人，高级工程师，MBA工商管理硕士，现任安徽昊源化工集团有限公司董事长、总经理、党委书记。第４期郑高潮：变压吸附脱碳装置在氮肥生产中的应用·９·４０℃下进入系统，先进入水分离器除去游离水5畅2产品气（其组分见表６）３后，经流量计计量进入由２０台吸附器组成的流量约１３７８００m／hPSA－１系统（一段变压吸附），该系统在任何时压力约２畅６MPa（G）刻

6、总有５台吸附器处于吸附状态，出口端获得温度２３℃CO２含量为８％～１２％的半成品气。半成品气经表６产品气组分％半成品气缓冲罐缓冲后，以稳定的流量、压力输组分H２N２COCH４CO２其他合计出，直接进入PSA－２系统（二段变压吸附），该体积７０畅７２２畅９３畅７２畅１０畅４微量１００畅００系统在任何时刻总有４台吸附器处于吸附状态，分率出口端获得CO２含量≤０畅５％的净化气。6优化改造措施由于该装置设计时为国内压力级别最高、单套生产能力最大（年产总氨４００kt以上），国内无成功运行装置可以借鉴，因此在设计、安装、试车及生产中暴露出一些问题。我公司通过设备改图１PSA脱碳系统流

7、程示意造、工艺优化、强化管理等取得了良好的经济和4主要设备（表３、表４）社会效益，具体改造内容如下。（１）随着二期工程的投运，整套装置达到了表３静止设备设计要求的满负荷运行，共有吸附塔３８台同时单重／容积／数量／设备名称规格材质kgm３台运行，考虑到程控阀使用周期，为避免程控阀同吸附器－１矱３４００１６MnR２８８２０６６２０时坏两台而影响生产，我们与设计院沟通后在程吸附器－２矱３２００１６MnR２６６２０６１１８序上做了调整，增加了系统故障自动检索恢复功气液分离器矱２６００１６MnR２４１１３３８畅７１半成品气罐矱３２００１