《合成氨生产》课件(10).ppt

二氧化碳的脱除 二氧化碳脱除的目的 a 净化气体 避免CO2的存在使合成氨催化剂中毒 b 回收CO2 二氧化碳的脱除方法 a 物理吸收法 利用CO2溶于水或有机溶剂予以吸收 b 化学吸收法 CO2与碱性物质反应予以吸收 一 碳酸丙烯酯法1 吸收原理碳酸丙烯酯分子式为C4H6O3 是具有一定极性的有机溶剂 对CO2 H2S等酸性气体有较大的溶解度 而H2 N2 CO等气体在其中的溶解度甚微 故碳酸丙烯酯能从气体混合物中选择吸收CO2 同时也能吸收H2S和有机硫化物 2 工艺条件吸收 高压 常温 C4H6O3的再生 减压解吸 空气气提 3 工艺流程图工艺流程图的讲解 二 有机胺催化热钾碱法 该法又称为本菲尔特法 有机胺指二乙醇胺 DEA 钾碱指K2CO3水溶液 该法利用K2CO3水溶液的强碱性来吸收CO2 而生成的KHCO3在减压和受热时又放出CO2 重新生成K2CO3 因而溶液可循环使用 DEA为活化剂 可大大加快化学反应速率 KVO3为缓蚀剂 1 基本原理 1 K2CO3水溶液与CO2的反应CO2 g CO2 l CO2 l K2CO3 H2O 2KHCO3反应特点 a 可逆化学平衡 b DEA的存在可大大加快化学反应速率 2 吸收液的再生加热有利于KHCO3的分解 故吸收液的再生是在带有再沸器的再生塔中进行的 在再沸器内利用间接换热 将溶液煮沸使大量的水蒸汽从溶液中蒸发出来 水蒸汽沿再生塔向上流动与溶液逆流接触 这样可降低气相中CO2的分压 增加了解吸的推动力 同时增加了液相的湍动程度和解吸面积 从而使溶液得到更好的再生 2 溶液的组成本菲尔特法使用的溶液由K2CO3水溶液 催化剂DEA 缓蚀剂KVO3及消泡剂硅酮等组成 1 K2CO3的含量提高溶液中K2CO3的含量可提高溶液对CO2的吸收能力 同时可加快反应速率 减少溶液循环量 但溶液中K2CO3含量越高 对设备的腐蚀越严重 越易结晶析出 故生产中控制K2CO3含量为27 30 2 活化剂的含量碳酸钾溶液所需活化剂DEA的含量要由实验测定 在本菲尔特法中 活化剂DEA的含量为2 5 5 0 3 缓蚀剂含量二乙醇胺的腐蚀性较轻 腐蚀介质是热碳酸钾溶液和潮湿的CO2气体 在本菲尔特法中 多以偏钒酸盐作缓蚀剂 系统开车时溶液中缓蚀剂浓度为0 7 0 8 正常生产时为0 5 左右 4 消泡剂类型 硅酮型 聚醚型 高级醇类作用 破坏气泡间液膜的稳定性 加速气泡的破裂 降低溶液的起泡高度 用量 1ppm 3 工艺条件的选择 1 吸收压力提高吸收压力可加快吸收速率 从而减小设备尺寸 提高气体净化度和溶液吸收能力 但压力提高到一定程度 上述影响已不明显 以天然气为原料的合成氨流程中 吸收压力控制2 7 2 8MPa 以煤为原料的合成氨流程中 吸收压力控制1 8 2 0MPa 2 吸收温度提高吸收温度 吸收速率加快 但溶液上方CO2平衡分压增大 使气体净化度降低 通常应在保持有足够推动力的前提下 尽量将吸收温度提高到和再生温度相同或接近的程度 以节省再生时的耗热量 3 溶液的再生为确保溶液再生完全 最重要的是维持再生塔底溶液温度在沸点 再生压力要低一些 采用一段再生不能达到气体的净化度小于0 2 一般采用二段再生 4 防止溶液起泡设备在使用前进行清洗 运转过程中保持气体 液体干净是防止溶液起泡的根本措施 另可适当加入消泡剂抑制溶液起泡 4 工艺流程及主要设备 1 工艺流程两段吸收 两段再生 2 主要设备吸收塔是加压吸收设备 由于采用两段吸收 进入上塔的溶液量仅为整个溶液量的四分之一左右 气体中大部分CO2都在塔下部被吸收 故