变压吸附脱碳技术.doc

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1、变压吸附脱碳技术在合成氨和尿素生产过程中，都需要除去大量的co?组份，其脱碳过程均在变换工序后。经变换后的变换气，CO2含量通常在18%〜35%。脱除变换气中C02的方法很多，从大类来分，可分为湿法和干法，湿法可根据吸收机理的不同，分为化学吸收法、物理吸收法和物理一化学综合吸收法；干法即变压吸附（PSA）法。变压吸附法脱除变换气屮CO2是利用吸附剂对CO2的吸附力很强，VuMh2>n2>cO等的吸附力相对较弱的特性，压力状态下（一般为0.7~1・5MPa）吸附CO2以及吸附力更强的h2o、硫化物等杂质，在真

2、空状态下脱附这些杂质，使co2与出、n2等组分得以有效的分离，同时使吸附剂获得再生。PSA干法脱碳技术在1991年开始进入工业应用，由于其显著的优越性，冃前已得到越来越广泛的应用。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）CH4在变换气中一般为0.7〜0.9%,经PSA脱碳后CPU含量可降低到0.2〜0.4%,使合成系统的弛放气大大减少。（3）以煤为原料的氨厂变换气中一般出S约为50〜200mg/m3,有机硫为20〜50ppm

3、,具主要组分为COS、CS2>硫醇、硫毬等，在经PSA脱碳后净化气中出S含量可降至0.5mg/m3,有机硫除COS外可全部除去。（4）由TPSA技术对变换气净化度高（氢氮气中CO?含量S0.2%）,可采用甲烷化代替铜洗，节省蒸汽和冷冻量消耗，免除铜洗液污染环境。由于气体净化度高，硫化物、NH3等杂质均为ppm级，使有联醇工序的合成氨厂甲醇质量大大提高,且将延长甲醇催化剂使用寿命。针对合成氨生产厂家的不同需要，在脱碳工序，变压吸附脱碳技术的用丁主要有以下三种类型：•用来替代碳化以增产液氨为冃的的PSA脱碳工艺

4、变换气经PSA脱碳后氢氮气中CO?含量小于0.2%,直接进铜洗或甲烷化T序。就冃前运行的工业装置来看，氢气收率>99%,净化气中氢氮比在3.0左右，并且在脱除CO?的同时，还将大部份杂质如CH4、CO、水、H£等脱除，减小了后续精炼工段的负荷及合成气的惰性循环气量。•配甲醇生产的PSA脱碳工艺由丁净化气用于生产甲醇，考虑到甲醇合成催化剂的寿命和要尽可能提高CO的冋收率问题，一般将脱碳净化气中CO?含量控制在1〜5%的水平。据H前此类装置的运行情况，出回收率99-99.5%,CO回收率93-96%,在脱除CO

5、?的同时,还将变换气中的硫化物脱除到1mg/Nm3的水平，原料气中所含微量氯、NH3、H2O、碎等杂质同时彻底脱除，可省去预处理丁序，简化了流程，节省了投资。•同时制取脱碳净化气和纯度为98%以上气体CO?的工艺该工艺主耍用于屮小合成氨厂转产尿素，即在变换气脱除CO2获得0.2%净化气的同时，获得纯度为98%的CO?气体，用于合成尿索。该工艺的的开发成功，使PSA技术成为合成氨厂碳镀改产尿索的经济、有效的方法。另外，变压吸附脱碳工艺还适用于沼气、垃圾填埋气、焦炭发生炉煤气等各种含二氧化碳并需脱除的气源。