几种脱碳方法的分析比较.doc

几种脱碳方法的分析比较.doc几种脱碳方法的分析比较摘要:分析了溶剂吸收法脱除变换气中二氧化碳技术的优缺点;阐述了变压吸附气体分离技术应用于合成氨、尿素脱碳的发展历程和工业应用现状;将二段法变压吸附脱碳的工艺技术指标和运行费用与目前国内常用的脱碳方法进行了对比,结果表明,该法可简化流程、方便操作、降低运行成本,且有效气体回收率高于溶剂吸收法脱碳技术。湖北金源公司二氧化碳脱除工段,脱除变换气中的二氧化碳是其中一个极其重要的工段。根据工艺要求,%,经联醇生产粗醇产品后,铜洗后获得的合格氢氮气供给合成氨生产,%的二氧化碳气供给二氧化碳回收段。因此,选择一种较为理想的脱碳方法,既要达到简化流程、方便操作、降低运行成本,又使原料气中氢氮气损失小、分离出的二氧化碳浓度高,有利于后工序生产顺利行,显得尤为重要。目前,我国中、小型化肥厂大多采用溶剂吸收法脱除变换气中二氧化碳,例如NHD(聚乙二醇二甲醯)法、碳酸丙烯酯法(PC法)、改良MDEA(N—甲基二乙醇胺)法、改良热钾碱法等。随着变压吸附技术的进步,特别是二段法变压吸附专利技术在甲醇和尿素装置中的推广使用,目前越来越多的大、中型化肥厂的脱碳装置采用了二段法变压吸附技术。选取国内较有代表性的脱碳装置进行了分析比较,、现将分析结果进行如下论述。彎熾族是最古老、成熟的脱碳方法,分为物理吸收法和化学吸收法。在合氨厂变换气脱碳工艺中吸收法被广泛使用。物理吸收法的原理是通过交替改变操作压力和操作温度来实现吸收剂对二氧化碳的吸收和解吸,从而达到分离处理二氧化碳的目的。由于整个吸收过程不发生化学反应,因而消耗的能量比化学吸收法要少。通常物理吸收法屮吸收剂吸收二氧化碳的能力随着压力增加和温度降低而增大,反之则减小。物理吸收法常用的吸收剂有丙烯酸酯、甲醇、乙醇、聚乙二醇及曝吩烷等高沸点有机溶剂。目前,工业上吊用的物理I败收法有Fluor法、Rectiso1法、Selexo1法等。南京化学工业公司(集团)研究院于20世纪80年代初开发成功一种较为先进的脱碳技术一NHD法。它与国外的Selexo1工艺类似,只是二者所用溶剂的组分不同。NHD是一种优良的物理吸收溶剂,溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醴的同系物,其沸点高,冰点低,蒸汽压低,对也S和C0’及COS等酸性气体有很强的选择吸收性能,脱除二氧化碳效率在物理吸收法屮较高。在物理吸收法屮,由于C0?在溶剂中的溶解服从亨利定律,因此仅适用于CO?分压较高的条件。化学吸收法是使原料气与化学溶剂在吸收塔内发生化学反应,二氧化碳进入溶剂形成富液,富液进入脱吸塔加热分解出二氧化碳,吸收与脱吸交替进行,从而实现二氧化碳的分离回收。腌工业屮广泛采用的热碳酸钾法和醇胺法均属于化学吸收法。热碳酸钾法包括苯非尔德法、坤碱法、卡苏尔法等。以乙醇胺类作吸收剂的方法有MEA法(一乙醇胺)、DEA法(二乙醇胺)及MDEA(N—甲基二乙醇胺)法等。工业上较早使用的是三乙醇胺(TEA),但由于对CO2的吸收效率低和溶剂的稳定性差,因而逐渐被一乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)所取代。在合成氨厂应用MEA脱除C02的主要优点为:①溶液对CO?的吸收能力大,对其他组分的吸收能力相对较小;②对CO?的吸收速率快;③解吸彻底,贫中CO?含量可低于500X106;④吸收过