【正文】 酯中具有不同的溶解度和平衡規(guī)律，因此可以通過控制閃蒸壓力來控制閃蒸氣中各組分的比例及各組分的解吸量。一般情況下，難溶氣體易于閃蒸解吸。根據(jù)這個(gè)原理，可通過一至幾級不同壓力等級的減壓，使溶于溶劑中的不同氣體組分在解吸時(shí)得到相對是分離和提純，這樣，工業(yè)上就可以按要求分別回收到各種氣體組分。閃蒸級數(shù)的確定往往與回收氣體的種類、數(shù)量和純度有關(guān)，每一級的閃蒸壓力都不同。從吸收塔富液的第一級閃蒸到壓力遞減到常壓。各級閃蒸壓力在確定后，如果溶劑在該閃蒸氣中有充足的停留時(shí)間，那么溶于該溶劑中的各種氣體組分將充分解吸，直接趨近于這些氣體在該溫度、該組分氣相分壓時(shí)的平衡溶解度。如在合成氨變換氣的脫碳工藝上，往往設(shè)置二級至三級減壓閃蒸。第一級減壓閃蒸（）是為了回收溶于溶劑中的氫氣和氮?dú)?，第二級減壓閃蒸（如常壓）是為了回收二氧化碳，同時(shí)使溶劑中的酸氣（二氧化碳）等濃度降低，以達(dá)到再生溶劑的目的。，經(jīng)溶劑吸收，再通過減壓閃蒸（包括常壓閃蒸），一般可將二氧化碳吸收量的75%左右解吸出去，剩余的25%左右將從汽提塔中吹出。如生產(chǎn)上需要多回收一些高純度的二氧化碳?xì)怏w。可在常壓閃蒸后再增設(shè)真空閃蒸[5]。吸收過程和溶劑再生過程是碳酸丙烯酯脫碳脫硫工藝中最基本的兩個(gè)環(huán)節(jié)。碳酸丙烯酯溶液的再生原理：，碳酸丙烯酯吸收二氧化碳基本上符合亨利定律：,提高吸收壓力，平衡溶解度增加，對原料氣凈化有利。與吸收過程相反，降低壓力可使溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳?xì)怏w解吸出來，溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳等氣體的解吸過程即稱為碳酸丙烯酯富液的再生。在低于吸收操作壓力下時(shí)溶于溶劑中的氣體解吸出來時(shí)物理溶劑再生中最常用的方法。再生度是指碳酸丙烯酯富液經(jīng)再生后，殘留在溶劑中的二氧化碳的含量，含量越低，則再生度越高。常壓閃蒸后的溶劑再經(jīng)過汽提的再生工藝，是目前碳酸丙烯酯脫碳工藝中采用最普遍的一種。我國合成氨廠配尿素、純堿的脫碳工藝基本上如此。汽提所用的惰性氣體為空氣。為了保證吸收工序后凈化氣中二氧化碳含量在2%左右。所以溶劑的再生度要求較高。脫碳過程中的能量回收：在碳酸丙烯酯脫碳過程中，有汽液料的升壓和降壓過程，為了合理采用工藝本身的能量再流程圖上，應(yīng)考慮相應(yīng)的能量回收裝置。真空再生：常壓解吸—空氣汽提碳酸丙烯酯溶劑再生工藝存在著一些缺點(diǎn)，由于碳酸丙烯酯富液中殘留的二氧化碳等氣體靠大量空氣汽提趕走，因而給生產(chǎn)過程帶來許多副作用：①采用常解壓空氣汽提再生工藝，二氧化碳的回收率不高，一般為70%左右；②空氣汽提的氣量一般為碳酸丙烯酯富液的6～10倍，大量空氣帶走碳酸丙烯酯霧沫，造成溶劑的訊號增加、損耗增加，其損耗量約占整個(gè)碳酸丙烯酯溶液損耗的一半，從而增加了運(yùn)行費(fèi)用；③由于采用空氣汽提，碳酸丙烯酯貧液中溶解的氧使吸收后的凈化氣中氧含量增加，%～%，影響了后工序銅洗操作，使銅比下降，銅液循環(huán)量比生產(chǎn)碳銨時(shí)增加近20%；④小合成氨廠變換氣中硫化氫的含量一般在80～150mg/m3(標(biāo))，在脫碳時(shí)這些硫化氫也被吸收，經(jīng)空氣汽提時(shí)，便以單質(zhì)硫析出，造成堵塞管道和填料，影響工藝操作的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)不得不停車進(jìn)行清理。另外，由于空氣中含有水分，尤其是相對濕度較大的地區(qū)，容易造成系統(tǒng)中水不平衡，使碳酸丙烯酯濃度降低，吸收能力下降，由于溶劑中水分含量增加，還易造成對設(shè)備的腐蝕等。針對以上情況，為提高脫碳裝置二氧化碳回收率，減少碳酸丙烯酯損失，防止因空氣吹入而帶來了硫化氫氧化副反應(yīng)的發(fā)生，減少腐蝕、堵塞、降解等不良作用，以常壓—真空解吸的碳酸丙烯酯再生方法代替解吸—空氣汽提再生方法使必要的。真空再生主要設(shè)備為真空再生塔。再生塔內(nèi)的真空度由外接真空裝置調(diào)節(jié)。當(dāng)溶劑溫度一定時(shí)，真空度越大，從溶劑中解吸出來的二氧化碳等氣體量也越多，溶劑再生越完全。此時(shí)解吸出來的二氧化碳?xì)饬靠山频匕炊趸荚谔妓岜ブ邢嗥胶馐竭M(jìn)行計(jì)算。再生塔是溶解氣體從溶劑中解吸出來的裝置，根據(jù)工藝流程的需要，選擇不同的塔型，在采用常解壓汽提再生流程時(shí)，再生塔常解部分采用淋降板式塔，汽提部分采用填料塔，而真空再生流程則全部為淋降板式塔型，采用淋降板式結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在于增加解吸表面積，利于溶劑中溶解氣體解析完全。液體從上一層塔盤的中心降液管下來，由邊緣降液管流下，再下一層塔盤上，再轉(zhuǎn)為中心管降液，液體在各層塔盤上依次做離心或向心的徑向運(yùn)動。塔盤設(shè)有不同高度的溢流堰，以減少每段行程長度，降低每段行程的液面落差[6]。汽提塔的作用是，以惰性氣體吹洗溶劑，使溶劑中殘留二氧化碳、硫化氫等酸性氣體的含量得到進(jìn)一步降低。汽提過程實(shí)際上是吸收的逆過程。因此，可在一只氣液逆流接觸的塔式設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。工業(yè)上大多采用填料塔。與吸收塔的氣液物料濃、稀端正好相反，在汽提塔的操作過程中，氣液濃端均在塔上部，而氣液物料的稀端都在塔下部[7]。隨工藝氣體帶出的溶劑出了以霧沫（氣體中的霧沫一般是指直徑在50以上的液滴，它可以通過網(wǎng)除霧器等簡單的裝置將這些液滴從氣體中捕集下來）形式帶出以外，另一種形式是溶劑蒸汽。這部分溶劑蒸汽在通過絲網(wǎng)除霧器時(shí)并不能捕集回收下來。因此需要在工藝上另行考慮回收裝置。目前，工業(yè)上回收氣流中溶劑蒸汽的方法，主要采用水洗滌法，該法使含有溶劑蒸汽的氣體通過水洗滌塔，使溶劑蒸汽溶解于水中成為稀的碳酸丙烯酯水溶液，生產(chǎn)上俗稱為稀液。該法因基于水和碳酸丙烯酯的部分互溶性。因此只有在互溶范圍內(nèi)，溶劑蒸汽才能有效溶于水中。循環(huán)洗滌法是指水中溶劑濃度在控制指標(biāo)以下時(shí)，用泵輸送到回收塔中連續(xù)循環(huán)，使氣體中的溶劑蒸汽不斷溶于循環(huán)稀液內(nèi)，直到稀液中溶劑濃度達(dá)到控制指標(biāo)時(shí)才注入循環(huán)溶劑中回收常解氣、汽提氣中碳酸丙烯酯霧沫的稀液，當(dāng)在洗滌塔中循環(huán)濃度達(dá)12%時(shí)，即加入至中間貯槽中回收作碳酸丙烯酯補(bǔ)充使用。當(dāng)碳酸丙烯酯溶液中有雜物時(shí)，設(shè)計(jì)中設(shè)有碳酸丙烯酯過濾器，將雜物濾出，以保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。對填料塔而言，加大氣液兩相的接觸面積可以提高吸收飽和度，加大氣液接觸面積的措施一般可通過增大填料容量或選擇比表面積較大的填料來實(shí)現(xiàn)。提高R值后雖然可降低溶劑循環(huán)量，但也必須考慮R值增加后，相應(yīng)的塔高也將增加，這樣，在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)針對具體工況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再選取合理的R值，工業(yè)上，吸收飽和度R值一般取70～80%之間[8]。第3章 工藝計(jì)算 入塔原料氣有關(guān)數(shù)據(jù) 變換氣組成(其他組分被忽略)成分CO2COH2N2CH4合計(jì)%100m313750184025000905036050000kmol①%；②純的碳酸丙烯酯吸收；③氣液兩相的入塔溫度均為34℃；④假設(shè)出塔液及溶解氣的溫度：37℃；⑤；⑥吸收劑選為：碳酸丙烯酯（以下簡稱PC）。 碳酸丙烯酯水溶液的部分性質(zhì)（34℃）PC在水中的濃度mol%溶液焓J/mol密度g/cm3粘度mPa﹒s 碳酸丙烯酯在不同溫度下的粘度溫度，℃運(yùn)動粘度mm2/s溫度℃運(yùn)動粘度mm2/s溫度℃運(yùn)動粘度mm2/s50408625303034020045151150102060 有關(guān)參數(shù)計(jì)算 變換氣量 50000m3/h 變換氣的組成及分壓成分CO2COH2N2CH4合計(jì)體積百分?jǐn)?shù)(%)組分分壓(MPa)(kg/cm2)(atm)① PC的密度與溫度的關(guān)系 = － 查文獻(xiàn)[13]知34℃時(shí)： L2 = ② CO2在PC中的溶解度關(guān)系因?yàn)槭歉邼舛葰怏w吸收，故吸收塔內(nèi)CO2的溶解熱應(yīng)考慮， MPa左右，吸收飽和度為80%時(shí)溶解熱一般升高2—3℃.假設(shè)出塔氣、入塔液的溫度相同，都為：tV2=34℃，出塔液的溫度：tL1=37℃吸收飽和度：80%用物料衡算和熱量衡算驗(yàn)證上述假設(shè)溫度查文獻(xiàn)[3]知碳酸丙烯酯在34℃時(shí)的溶解度X： lg X = lgP + － lg X = + － lg X = X= = = 式中： —出塔溶液的密度（近似取純PC34℃時(shí)的密度） 34℃時(shí)PC蒸汽壓P=（t+）=28Pa與操作總壓()及CO2的氣相分壓()相比很小，故可認(rèn)為PC不揮發(fā)。 ③ PC的粘度：查文獻(xiàn)[13]知34℃時(shí)：㏒L= + = + = 所以 L= = 查文獻(xiàn)[3]知37℃時(shí)：㏒L= += += 所以 L= mPas動力粘度與運(yùn)動粘度之間可用下式換算式中—動力粘度 —運(yùn)動粘度 —密度 物料衡算 各組分在PC中的溶解量查文獻(xiàn)[3]知：、操作溫度為34℃下各組分在PC中的溶解度，并取相對吸收飽和度均為80%，如下表： 組分溶解度與溶解氣體組成的體積百分?jǐn)?shù)成分CO2CON2H2CH4合計(jì)組分分