【正文】 的速度緩慢，需要添加一些活化劑?？捎么朔ǜ脑煨⌒桶睆S，降低能耗，在大型氨廠使用顯得困難 [8]。 碳酸丙烯酯（ PC）法脫碳工藝基本原理 PC 法脫碳技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 PC 為環(huán)狀有機(jī)碳酸酯類化合物，分子 CH3CHOCO2CH2，該法在國外稱 Fluor 法。 表 幾種脫碳方法的能耗比較表 方法名稱 加壓水洗 苯菲爾法 位阻胺法 改良 MEDA法 NHD 法 PC 法 能耗 2847 35585442 33494187 1884 10471256 1256 10 第三章 生產(chǎn)流程的簡述 氣體流程 原料氣流程 變換氣首先進(jìn)入變換氣冷卻器進(jìn)行降溫，然后進(jìn)入油水分離器底部洗去變換氣中的大部分油污及部分硫化物，并將氣體進(jìn)一步 降 溫，同時(shí)降低變換氣中飽和水蒸汽含量。凈化氣中 CO2 含量高，原因是多方面的如再生效果不好，系統(tǒng)殘?zhí)几呋蚶鋮s不好等等。 計(jì)算基準(zhǔn)： 依照：年工作日以 330d，每天以 24h 連續(xù)運(yùn)行計(jì)，有 33024=7920h，此處按 8000h算。 溶劑夾帶量 以 Nm3/m3PC 計(jì)，各組分被夾帶的量如下： CO2： = Nm3/m3PC CO： = Nm3/m3PC H2： = Nm3/m3PC N2： = Nm3/m3PC 溶液帶出的氣量 為夾帶量與溶解量之和 CO2： += Nm3/m3PC % CO： += Nm3/m3PC % H2： += Nm3/m3PC % N2： += Nm3/m3PC % Nm3/m3PC 100% 出脫碳塔凈化氣量 以 V V V3 分別代表進(jìn)塔（出塔）及溶液帶出的總氣量，以 y y y3 分別代表CO2 相應(yīng)的體積分率，對 CO2 作物料衡算有： 1 2 3V V V?? （ 46） 16 1 1 2 2 3 3V y V y V y?? （ 47） 聯(lián)立兩式解之得 V3=1 1 232( )V y yyy = 0 0 5 0 )0 0 ( 2 7 8 ? ?? =46650Nm3/h V1=4278=160425Nm3/h V2= V1 V3=16042546650=113775 Nm3/h 式中 : y1= , y2= , y3= 計(jì)算 PC 循環(huán)量 因每 1m3PC 帶出 CO2 為 Nm3，故有： L= 33= ? =（ 48） 1187=操作的氣液比為 V1/L=160425/= Nm3/m3 （ 49） 入塔 液中 CO2 夾帶量 L0= 44= 帶出氣體的質(zhì)量流量 夾帶氣量： = Nm3/h 夾帶氣的平均摩爾質(zhì)量： M 1=44+28+2+28=夾帶氣的質(zhì)量流量： 247。 混合氣體的密度 : 10 10 PMRT? ?? ? ?? ? ?? （ 52） 2 0 .2tGFL3 Llg[ ]aug ? ???? ? ?=AK 11 G 84L( ) ( )LV ??? （ 53） 220 . 2 0 . 2tGFFL33L11841 0 6 . 4 2 2 . 4 5l g [ ] l g 2 . 3 6 89 . 8 1 1 1 8 70 . 93433845. 05 22. 450 . 0 9 4 2 1 . 7 5 ( ) ( )1 4 4 7 2 6 1 1 8 7auug? ?????? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? 得 F? =取 /sFuu?? 21 式中 :Fu — 泛點(diǎn)氣速， sm/ g— 重力加速度， 2/sm a — 填料總比表面積， 32/mm ? — 填料層空隙率 G? 、 L? — 氣相、液相密度， 3/mkg ? — 液體粘度， SmPa? L 、 G — 液相、氣相的質(zhì)量流量， hkg/ 求取塔徑 Vs=160425（ ） （ ） = uVD s ?/4? = 4 ?? =。 20 第五章 吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定吸收塔塔徑及相關(guān)參數(shù) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 已知量： 入塔氣： V1=160425 Nm3/h=144726kg/h， ρG1=， M 1=， 30℃ 出塔氣： V2=113775 Nm3/h=， ρG2= kg/m3， M 2=， 30℃ 出塔液 : L1=++= kg/h, ρL1=1187kg/m3， Pt1= 入塔液： L2=+=， ρL2=1192 kg/m3， 30℃ ， Pt2= 黏度： 由公式 logμ=+（ ） （ 51） 得： μL1= PC 的黏度 logμ=+（ ） smPa? （ 45） T— 為熱力學(xué)溫度， K 物料衡算 各組分在 PC 中的溶解量 各組分在操作總壓為 、操作溫度為 35℃ 下在 PC 中的溶解度數(shù)據(jù)，并取相對吸收飽和度為 80%，數(shù)據(jù)如表 。而且，復(fù)合溶劑可以優(yōu)化配方用 最低的費(fèi)用達(dá)到所須的分離要求（見表 ）。富液經(jīng)減 11 壓后進(jìn)入閃蒸槽，自閃蒸槽出來的碳酸丙烯酯液進(jìn)入常解 汽提塔的常解段，碳酸丙烯酯液自常解段底部出來經(jīng)過兩液封槽進(jìn)入汽提塔頂部，與自下而上的空氣逆流接觸，將碳酸丙烯酯溶液中的二氧化碳進(jìn)一步汽提出來，經(jīng)汽提后的碳酸丙烯酯溶液為貧液，由汽提鼓風(fēng)機(jī)補(bǔ)入防腐空氣到常解再生塔的下段汽提塔，用空氣進(jìn)一步汽提出殘留于富夜中的 CO2 ,貧液由汽提塔出來進(jìn)入中間槽，再由中間槽進(jìn)入溶液泵， 由泵加壓后經(jīng)碳酸丙烯酯溶液冷卻器降溫，進(jìn)入二氧化碳吸收塔，從而完成了碳酸丙烯酯溶液的整個(gè)解吸過程。碳丙溶劑對 CO2 等酸性氣體的吸收能力較大，一般為同條件下水吸收能力的 4 倍。 (1)環(huán)丁砜法 環(huán)丁砜法中所使用的溶劑是由環(huán)丁礬、二異丙醇胺與水組成，能同時(shí)吸收 CO2 和硫的化合物，且吸收速度快，凈化度高，但再生耗熱多，目前只有一些中小型廠使用。 (1)低溫甲醇洗法 低溫甲醇洗工藝由德國林德公司（ Linde）和魯奇公司（ Lurgi）開發(fā)，是利用甲醇溶劑對各種氣體溶解度的顯著差別，可同時(shí)或分段脫除 H2S、 CO2 和各種有機(jī)硫等雜質(zhì)，具有氣體凈化度高、選擇性好、溶液吸收能力強(qiáng)，操作費(fèi)用低等特點(diǎn)，是一種技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的氣體凈化工藝 [7]。 （ 1）烷鏈醇胺類的脫碳工藝主要是乙醇胺 (MEA)法； （ 2） 碳酸鉀溶液作吸收劑的脫碳工藝，即熱鉀堿脫碳工藝有： ① 苯菲爾法； ② Flexsorb法 [4]等。 由變換工序來的低變氣進(jìn)脫碳系統(tǒng)的吸收塔，經(jīng)物理吸收或者化學(xué)吸收法吸收二氧化碳。合成氨主要消費(fèi)部門為化肥工業(yè)，用于其他領(lǐng)域的（主要是高分子化工、火炸藥工業(yè)等）非化 4 肥用氨，統(tǒng)稱為工業(yè)用氨。所以合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，氨及氨加工工業(yè)已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要部門。氨水極不穩(wěn)定，遇熱分解，氨含量為1%的水溶液 PH=。設(shè)計(jì)了合成氨脫碳工段的工藝流程、工藝參數(shù)、主要設(shè)備、熱量衡算、物料衡算，以及設(shè)備的尺寸等相關(guān)內(nèi)容。該法是目前國內(nèi)最為常用的脫碳方法。液氨本身就是一種高效氮素肥料，可以直接施用。 1901 年法國物理化學(xué)家呂 合成氨成本中能源費(fèi)用占較大比重，合成氨生產(chǎn)的技術(shù)改進(jìn)重點(diǎn)放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發(fā)新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等 [3]。脫碳系統(tǒng)的能力將影響合成氨裝置的能力。低熱耗苯菲爾工藝是由美國聯(lián)碳公司在傳統(tǒng)苯菲爾工藝基礎(chǔ)上開發(fā)的，采用了節(jié)能新技術(shù)。為了達(dá)到連續(xù)分離的目的，變壓吸附脫碳至少需要兩個(gè)以上的吸附塔交替操作，其中必須有一個(gè)吸附塔處于選擇吸附階段，而其它塔則處于解吸再生階段的不同步驟。 PC法是南化集團(tuán)研究院等單位于 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)的技術(shù)， 1979 年通過化工部鑒定。自油水分離器頂部出來的氣體進(jìn)入二氧化碳吸收塔底部，與塔頂噴淋下來的碳酸丙烯酯溶液逆流接觸，將二氧化碳脫至工藝指標(biāo)內(nèi)。 解決辦法 目前，碳丙脫碳技術(shù)已提高到一個(gè)新的階段，工業(yè)應(yīng)用的或即將應(yīng)用的最有吸引力的進(jìn)展有以下幾個(gè)方面： 塔器的優(yōu)化包括塔徑、塔填料、塔內(nèi)件、塔過程控制的技術(shù)改造，改造后往往可提高 20%50%或更高的生產(chǎn)能力，改造主要分兩部分進(jìn)行 :一是脫碳塔氣液分布器和填料的改造，其目的是提高通氣量和強(qiáng)化氣液接觸效率，加大潤濕面積。合成氨 ： ?8000300000 。=溶解氣量： = Nm3/h 溶解氣平均摩爾質(zhì)量： sM =44+28+2+28= kg/kmol 溶解氣的質(zhì)量流量： 247。 （ 54） 式中： D — 吸收塔直徑， m sV— 氣體的體積流量， sm/3 將入塔流量 Vs= m3/s 分為兩股，分別進(jìn)入兩個(gè)塔內(nèi)，則每個(gè)塔的入塔流量為Vs=。 根據(jù) PC 的定壓比熱容公式： CpL=+(t10) KJ/kg? ℃ ； （ 411） 算得： Cpl1=? ℃ ； Cpl2=? ℃ ； (3) CO2 的溶解熱 查得 ? Hco2=14654kJ/kmol CO2（實(shí)驗(yàn)測定值） CO2 在 PC 中的溶解量為： =故 QS=14656=(4)出塔溶液的溫度 根據(jù)全塔熱量衡算有： 帶入的熱量（ QV1+QL2） +溶解的熱量（ QS） =帶出的熱量 （ QV2+QL1+QV夾） 溶解 氣體占溶液的質(zhì)量分率 （ 412） ? ?? ?1 1 1 1 02 2 2 2 01 6 0 4 2 5 2 2 . 4 3 1 . 3 4 3 0 6 7 3 3 5 5 3 k J /h(33445 76. 49 1106. 94) 1. 435 30 14403 1672 kJ / h28862793. 6 kJ / hV P V VL P L LSQ V C T TQ L C T TQ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 19 ? ?? ?2 2 2 2 01 1 1 1 0 1 11 0 11 1 3 7 7 5 2 2 . 4 2 9 . 0 4 3 0 4 4 2 5 0 3 4 . 8 k J /h( ) 3 4 3 3 8 4 7 . 2 5 1 . 4 3 5 4 9 2 7 5 7 0 . 88 4 . 5 3 0 2 2 . 4 3 1 . 3 4 1 1 8 . 3V P V VL P L L L LV L LQ V C T TQ L C T T T TQ T T T? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 式中： L1=++= kg/h 熱量平衡： 6733553+144031672+=++ 得出： L1 ? ℃ 與假設(shè)接近，可以接受。 30℃ ： ρL1=1192kg/ m3； 35℃ ： ρL1=1187 kg/ m3 PC 的蒸汽壓 查 PC 理化數(shù)據(jù)知， PC 蒸汽壓與操作總壓及 CO2 的氣相分壓相比均很小，故可認(rèn)