合成氨原料气脱二氧化碳课程设计报告.docxVIP

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吸收是利用各组分溶解度的不同而别离气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或者几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的

局部气体别离。对与此题中的易溶气体是co

2.

依题意：年工作日以330天，每天以24小时连续运行计，合成氨原料气处理

量为23500m3/h。变换气组成及分压如下表

表变换气的组成及分压

工业上脱除二氧化碳的方法主要有物理吸收法，化学吸收法，物理化学吸收法。本次设计是小合成氨厂原料气中二氧化碳的脱除，化学吸收法对工人素质要求较高，因此采用物理吸收法。

物理吸收法适合于CO2分压较高，净化度要求低的情况，再生时不用加热，只需降压或者汽提，总能耗比化学吸收法低，但CO别2离回收率低，在脱CO2前需将硫化物去除。物理吸收是利用原料气中的溶质（C。）在吸收剂中的溶解度较大而除去的方法。普通吸收采用高压及低温，解吸时采用减压或者升温，减压解吸所需再生能量相当少。此法的关键是选择优良的吸收剂。所选的吸收剂必须对CO的2溶解度大、选择性好、沸点高、无腐蚀、无毒性、性能稳定。典型的物理吸收法有加压水洗法、N甲2基毗咯烷酮法、低温甲醇法、碳酸丙烯酯法（Flour法）等。

碳酸丙烯酯法是碳酸丙烯酯为吸收剂的脱碳方法。碳酸丙烯酯对CO2、H2s的溶解度较大，具有溶解热低、黏度小、蒸汽压低、无毒、化学性质稳定、无腐蚀等优点。此法CO的会别离回收率较高，能耗低已得到小合成氨厂的广泛应用，经过各种方法的比较，最后选择用碳酸丙烯酯法吸收二氧化碳。

二、生产流程说明

碳酸丙烯酯脱碳工艺流程普通由吸收、闪蒸、汽提〔即溶剂再生〕温和相中带出的溶剂回收等局部组成。〔见以下图〕参考[4]

吸收过程：由氮氢压缩工段来的约1.6MP的变换气，经油别离器再次别离气

a

体中的油沫后，从脱碳塔底部进入，变换气与塔中喷淋的碳酸丙烯酯液逆流接触，变换气局部的二氧化碳被碳酸丙烯酯溶液吸收，出脱碳塔的净化气中含co1.1%.

再经碳酸丙烯酯回收器、碳酸丙烯酯别离器除去气体中夹带的碳酸丙烯酯雾沫后送出工段去氮氢气压缩工段。

吸收了co后的碳酸丙烯酯富液从脱碳塔底引出并减压进入闪蒸槽，闪蒸出溶解于富液中的H、N、CO及局部CO气体。闪蒸气经碳酸丙熠酯捕集器除去气体中夹带的碳酸丙烯酯雾沫后送往氮氢气压缩工段予以回收，闪蒸后的碳酸丙烯酯富液进入常解再生塔上段常解塔发展二氧化碳解吸。出塔常解气含CO98%由汽提鼓风机补入防腐空气后常解气含CO95.7%（干基CO气体含氧量为0.5~0.6%）再，经罗茨鼓风机加压后，送至洗涤塔上洗去气体中夹带的碳酸丙烯酯雾沫后送往尿素装置的CQ压缩工段。

常解后的碳酸丙烯酯溶液溢流进入常解再生塔下塔顶部与汽提鼓风机送入塔的空气逆流接触，进一步气提出残留于富液的二氧化碳。汽提气经洗涤塔下塔去气体中的碳酸丙烯酯雾沫后放空。出常解再生塔的碳酸丙烯酯贫液至中间贮槽再经脱碳泵加压到约2.1MP,经溶剂冷却器冷至35。（：送入脱碳循环使用。

a

闪蒸是在低于吸收操作压力下使溶于溶剂中的气体解吸出来的过程。是物理溶剂再生方法中最常用的方法。闪蒸的另一目的是为了回收溶于溶剂中的*些气体组分，如：氢气、甲烷等。由于各种气体组分在碳酸丙烯酯中具有不同的溶解度和平衡规律，因此可以通过控制闪蒸压力来控制闪蒸气中各组分的比例及各组分的解吸量。普通情况下，难溶气体易于闪蒸解吸。根据这个原理，可通过一至几级不同压力等级的减压，使溶于溶剂中的不同气体组分在解吸时得到相对是分

离和提纯，这样，工业上就可以按要求分别回收到各种气体组分。闪蒸级数确实定往往与回收气体的种类、数量和纯度有关，每一级的闪蒸压力都不同。从

吸收塔富液的第一级闪蒸到压力递减到常压。各级闪蒸压力在确定后，如果溶剂在该闪蒸气中有充足的停留时间，则溶于该溶剂中的各种气体组分将充分解吸，直接趋近于这些气体在该温度、该组分气相分压时的平衡溶解度。如在合成氨变换气的脱碳工艺上，往往设置二级至三级减压闪蒸。第一级减压闪蒸〔如0.5MP)a

是为了回收溶于溶剂中的氢气和氮气，第二级减压闪蒸〔如常压〕是为了回收二氧化碳，同时使溶剂中的酸气〔二氧化碳〕等浓度降低，以到达再生溶剂的目的。

当原料气中二氧化碳分压为0.5MP摆布时，经溶剂吸收，再通过减压闪蒸〔包括

a

常压闪蒸〕，普通可将二氧化碳吸收量的75%摆布解吸出去，剩余的25%摆布将从

汽提塔中吹出。如生产上需要多回收一些高纯度的二氧化碳气体。可在常压闪蒸后再增设真空闪蒸。

吸收过程和溶剂再生过程是碳酸丙熠酯脱碳脱硫工艺中最根本的两个环节。

碳酸丙熔酯溶液的再生原理：当二氧化碳分压在2.0MPa以下时，碳酸丙烯酯吸收二氧化碳根本上符合亨利定律：C=