小氮肥设计技术(doc 15).docx
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1、小氮肥设计技术摘要简要叙述了几种脱碳方法的发展及现状,并进行了比较和评述。关键词脱碳技术评述1NHD(SeIeXOD法1958年美国联合化学公司福朗克波特(FrankPorter)发明了在高压下能溶解酸性气体的良好溶剂聚乙二醇二甲醛,商品名称为SeleXO1。利用此溶剂发展起来的气体净化方法称SeIeXol法。6o年代初。联合化学公司进行了净化合成气、天然气的中型试验,1964年冬建立了第一座工业性试验工厂用来净化合成氨装置的合成气。1996年世界上已有50多个工业生产装置。南化集团研究院于1980年起,经过静态平衡和模型试验,筛选出用于脱除H2s、c02的聚乙二醇二甲解溶剂(商品名称N助),
2、测定了cO2、H2s等组份在溶剂中的溶解度及其它热力学数据,在模试中得出了脱硫、脱碳的较佳工艺条件,开发了与SeIeXOl法相似的工艺过程,命名为NHD法。1984年通过化工部鉴定。由化工部第一设计院设计的鲁南化肥厂II期工程脱碳装置(8X104t/a合成氨)和郑城化肥厂第二套脱碳系统(4X104t/a合成氨)均采用此技术,并分别于1993.10、1993.12.20投运。至今运转正常。NHD法已正式批准为我国第一批化工设计专有技术。据不完全统计,国内运转的生产装置50多个。NHD法脱碳装置的主要操作数据为:吸收压力2.7MPa,处理气量26000Nm3/h。入吸收塔贫液温度13,溶剂循环量2
3、60360m3/h,变换气C0226%28%,净化气C020.2%,再生气c0299%。电耗125kw?h/tNH3汽耗25kgtNH3,溶剂消耗0.23kgtNH3三2MDEA法和改良I或活化)MDEA法20世纪40年代末,美国FIOUr公司就研究过MDEA水溶液选择吸收H2s的问题.70年代,Dow化学公司又在中型试验及工业装置中研究了MDEA工艺。70年代末,我国四川天然气研究所、南化集团研究院开展了MDEA水溶液选择吸收H2s的研究,并逐步实现工业化。主要用于天然气脱硫。这就是早期的MDEA法。MDEA与C02的反应过程受co2与H20反应步骤的控制,而使整个脱碳过程的速率不快。为了加
4、快吸收与再生速率,70年代初。西德BASF公司在MDEA水溶液中加入了少量与C02进行微弱反应的活化成份,用来脱除C02,形成了改良MDAE法。或称活化MDEA法。1971年西德的一个30X104ta合成氨厂首次应用成功。据统计,至1996年,国外已有60多个工业装置在运转。建设和设计中的装置有125个以上。一般使用的活化剂有哌嗪、二乙二醇、味畔或甲基取代味哇等有机物。改良MDEA法是当今能耗较低的脱碳方法之一。1985年南化集团研究院、华东化工学院着手进行活化MDEA脱碳的研究工作,筛选了活化剂。进行了小型中试。测定了平衡数据并研究了过程动力学。1989年南化集团研究院的活化MDEA法成功地
5、应用于一个小氮肥厂脱除部分c02的工业装置。1991年湖北襄樊氮肥厂将此法用于年产万吨氨的全脱碳装置并投入生产,1992年通过部级小氮肥设计技术22鉴定,并获国家专利。目前已有80多个厂采用活化MDEA法脱碳,总能力超过10104ta氨。据资料介绍,南化集团研究院的技术采用的是30%MDEA水溶液,活化剂是DEA。江西永丰氮肥厂、安徽东至氮肥厂采用华东化工学院的技术,使用50%MDEA水溶液,活化剂是派嗪。DMEA脱碳装置的主要操作数据为:吸收压力2.7MPa,处理气量2200Nm3h,溶液循环量:贫液2om3h,半贫液70m3h0人吸收塔贫液温度60?80飞,出吸收塔富液温度85C,再生塔底
6、温度75,变换气co226%28%,净化气co20.1%,再生气co299%,蒸汽消耗0.802t/tNH3,电耗85.7kw?h/tNH3。某中型氮肥厂利用余热作为再生热源,做到了脱碳不耗蒸汽。使该装置运行更经济。3PSA法变压吸附(PSA)是气体分离技术中发展迅速和日益成熟的工艺过程。在气体工业中有广泛用途。将变压吸附技术用于脱除变换气中的co2还是近几年的事。早期的PSA脱碳装置处理能力小,有效气体损失大,一度影响推广应用。1999年宜化投资1900万元新建一套大型PSA脱碳装置,采用03200吸附塔10台内装吸附剂IloOt,实际处理气量6110Nm3h,操作压力0.8MPa,净化气c
7、o20.1%一0.2%(V),H2回收率99.06%,N2回收率96.31%。回收C02纯度N98.5%,电耗103kw?h/tNH304碳酸丙烯酯脱碳技术国内的碳酸丙烯酯脱碳技术是南京化工研究院等单位开发的。1979年通过化工部鉴定,据不完全统计国内已有大型装置2个,中型装置2个,小型装置160多个。大部分用于从变换气中脱除CO2。初期,碳酸丙烯酯法用于代替水洗法脱碳取得了明显的节能效果和经济效益。80年代此法用于老厂碳钱改产尿素工程获得成功,为我国氮肥工业的发展作出了贡献。如果说上世纪80年代碳酸丙稀酯脱碳技术存在着气体净化度差,溶剂消耗高,能耗高,硫磺堵塔等问题,那么当今碳酸丙烯酯脱碳技
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