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1、202年第2期川化国外几种主要脱碳技术发展现状及利弊综述技术中心办公室刘鸿元,并对各摘要介绍了当今国外合成氨生产中的几种主要脱碳方法及其应用情况种脱碳方法的利弊进行了分析、总结。关健词脱碳技术添加剂MDEA法洗涤吸附,。0前言可通过蒸汽转化的逆反应还原成甲烷在氨合成回路的工况条件下,甲烷呈惰性气,既不参加合成,合成氨生产过程中无论采用何种原料路线,。(煤、、天、,反应也不会将合成气稀释至不能接受的范围所油然气)何种工艺技术其粗合成气中除,。:,。以铜洗工艺被甲烷化所取代含有H外都还含有大量的COx(主要是CO)二,CO是氨合成反应不需要的物质而且对氨合成1CO:的几种方法
2、脱催化剂有很强的毒性作用(即使微量)。因此,在合,:。,二前面已经提到可采用水洗方法脱除CO但成气进人氨合成回路前将其中的CO脱除干净,。是要使水洗工艺有效操作需要将操作压力控制非常重要在28一30Ma,,P从而要求装置前端压力控制在35CO基本上不溶于水和普通的溶剂也不与其。一42MPa,在现代合成氨装置的设计中已不再采,因此要想采用一种既经济他物质发生化学反应用水洗方法(目前世界上仍有1一2家合成氨工厂又安全有效的方法将其从合成气中分离出来非常。。,:。还在采用水洗工艺流程)困难与之相比CO则容易得多即使在早期的,,:,不管采用何种脱碳方法吸收(吸附)的介质合成氨生产
3、过程中也是首先将CO转化成CO,,。,,应可再生以便重复使用这是脱碳系统所应考虑然后再进行分离初期人们的节能意识较差,二,的基本原则之一因为连续不断地供应新鲜的脱CO脱除采用将合成气压缩至非常高的压力用。当今,:,碳介质以及处理废介质成本太高大多数合水洗方法脱除CO然后采用铜洗工艺在高压下:,:,,。成氨厂都将CO直接送至尿素厂用作生产尿素脱除剩余的CO和CO再将铜液减压回收CO的原料。少数附近没有尿素厂的合成氨厂也出售铜洗工艺是将合成气中CO脱除至氨合成所需指:,。:。CO用于其他用途将CO通过烟囱直接排人大标的唯一一种物理方法由于铜洗工艺具有下列。,:气只是个别工厂缺
4、点不再被合成氨生产所使用¹在高压(25,MPa)下操作该系统;脱碳系统设计时除应考虑吸收介质能百分之危险性很大º为防止铜液,,、,百地再生还应考虑能将再生溢出;恢复至原有状态外泄漏对容器采取的防护措施复杂而昂贵出来的:。»CO浓缩至尽可能高的浓度铜液中一价铜和二价铜离子含量的控制要求非::、;,脱除CO的方法主要有三种化学洗涤物理常高¼将再生后的铜液从常压压缩至操作压力、。不,。洗涤固体吸附仅能耗高而且所需设备造价昂贵在某些现代,令化学洗涤采用含有化学性活泼物质的合成氨工艺技术中铜液操作压力甚至高于合成,:回路压力。溶液对合成气进行洗涤CO与之反应生成介稳,,,由于变换技
5、术的改进(低变催化剂的出现)以化合物或加合物然后在减压条件下通过加热,x,:。及脱碳系统的改进使得脱碳后的合成气中CO使生成物分解回收CO川化2002年第2期::。.物理洗涤CO被溶剂吸收而不发生任分CO被闪蒸出来实际生产中往往需一台再沸,,,然后,:。CO:某些脱碳装置中只对何化学反应将吸收液减压回收CO器脱除溶液中微量的:。.固体吸附CO有选择性地被吸附到多部分溶液再沸,,:,:,孔状固体上然后减压将吸附的CO解吸出来许多采用液体洗涤方法脱CO的系统将富。,。俗称变压吸附液在透平中减压至再生压力以回收能量上述三种方法在合成氨脱碳上均有广泛应。2碳酸钾系统用液体系统特别
6、适合脱除含酸性气体的合成气:(同时含:z。碳酸钾系统的化学原理是下列可逆反应CO和HS)本文下面重点介绍液体洗涤。KZCO3+COZ十HZO特ZKHCO3,选择脱碳溶剂时价格往往是人们首先关注,,该反应平衡速度较慢因此与其他许多气体,。的但这并不意味着越便宜越好化工装置的可靠吸收工艺不同。碳酸钾溶液的操作温度不是常温,,‘,性非常重要因脱碳系统问题而引起装置停车造而是50C左右俗称“热”。钾碱工艺向溶液中加,。如果成的损失大大超过了所用溶剂的价值脱碳,:,,人促进剂以加速CO的吸收与解吸促进剂对反系统操作稳定且在较长时间内不需要补充或更。,,应起准催化剂的作用热钾碱脱碳工
7、艺存在腐蚀换溶液尽管所用溶剂价格昂贵一点但与使用价,。,,问题但可以控制为了防止腐蚀在一些容易腐格虽然便宜但容易损失和失效的溶剂相比其经:,,。,还要蚀的地方(例如再生塔总管既与富液接触又有济性是显而易见的选择脱碳溶剂时考虑溶,、:高浓度的气态CO:存在剂的挥发性对设备的腐蚀以及溶剂与CO或工)设备和管道采用不锈钢。艺气中其他组分是否发生副反应等因素材质制作;向溶液中加人钝化剂抑制腐蚀。:化学方法主要有两种一种是以碳酸钾溶液。3苯菲尔脱碳技术;为基础一种是以醇胺类溶液为基础醇胺类溶液,、是一组化合物它综合考虑了胺类的弱碱性足够
