【正文】 壓吸附氣體分離凈化技術，簡稱 PSA（ Pressure Swing Adsorption） 。適用于吸收壓力較高、 CO2 凈化度不很高的流程，國內(nèi)主要是小型廠使用。碳酸丙烯酯法具有溶解熱低、粘度小、 蒸汽壓低、無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定、無腐蝕、流程操作簡單等優(yōu)點。 碳酸丙烯酯法 (PC)法 碳酸丙烯 酯法是碳酸丙烯酯為吸收劑的脫碳方法。 NHD 氣體凈化技術改造系脫除酸性氣體的物理吸收新工藝 ， 適合于合成氣、天然氣、城市煤氣等的脫硫脫碳。 法 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 4 頁 共 54 頁 NHD 法被認為是目前能耗最低的脫碳工藝之一，該法使用的溶劑為聚乙二醇二甲醚的混合物，其分子式為 CH3O（ CH2CH2O)nCH2，式中 n=28。物理吸收法主要有 Selxeol 法、 Elour 法、變壓吸附法及低溫甲醇法等 [6]。相對化學吸收法，物理洗滌法的最大優(yōu)點是能耗低， CO2 不與溶劑形成化合物，減壓后絕大部分 CO2 被閃蒸出來，然后采用氣提 或負壓實現(xiàn)溶劑的完全再生。苯菲爾法可在高溫下運行，再生熱低，添加的 V2O5 可防腐蝕，但該工藝需對設備進行釩化處理，要求工人的操作水平較高 ， 并且浪費溶劑，能耗大，特別蒸汽用得多，有效氣體損失也大，運行成本高等缺點。 國內(nèi)新建的以天然氣為原料的大型合成氨裝置，脫碳系統(tǒng)也多采用低熱耗苯菲爾工藝，如錦天化廠、建峰 廠、天華公司等。國內(nèi)在 20 世紀 70年代引進的 13 套大型化肥裝置中，有 10 套采用苯菲爾脫碳工藝。我國于 20 世紀 90 年代相繼以布朗工藝建了 4 套裝置，即錦西天然氣化工廠、建峰化肥廠、四川天華公司化肥廠和烏魯木齊石化總廠第二化肥廠，規(guī)模都是日產(chǎn)氨 1000 噸。我國棲霞山化肥廠就采用了這種工藝。其中如無毒 GV法工藝就是由意大利 GiammaroVetrocoke 公司所開發(fā)，最初使用的活化劑和緩蝕劑為 As 2O3，但對人體有毒。 低熱耗苯菲爾法 相對上述脫除 CO2 的吸收劑溶液，碳酸鉀溶液更價廉易得，并具有低腐蝕，操作穩(wěn)定，吸收 CO2能力較強等特性。我國在大型裝置中使用 MDEA 脫碳工藝，烏魯木齊石化公司化肥廠屬于首例 [4]。 在 MDEA溶液中添加少量活化劑即為 aMDEA 法，活化劑為瞇哇、甲基咪哇等，濃度約為 25%。相對其它工藝， MDEA 法有以下優(yōu)點 ：（ 1） 能耗和生產(chǎn)費用低； （ 2） 脫碳效率高，凈化氣中 CO2 含量可小于 100ppm； （ 3） 使用范圍廣，可用于大、中、小各型合成氨廠； （ 4）溶劑穩(wěn)定性好； （ 5） 溶劑無毒、腐蝕性極??； （ 6） 能同時脫硫。 但它本身存在兩個缺點 ：（ 1） CO2 能與吸收反應生成的碳酸化合物發(fā)生進一步反應生成酸式碳酸鹽，該鹽較穩(wěn)定，不易再生；（ 2） CO2 能與 MEA 發(fā)生副反應，生成腐蝕性較強的氨基 甲酸醋，容易形成污垢。吸收過程中， MEA 與 CO2 發(fā)生反應生成碳酸化合物，經(jīng)過加熱即可將 CO2 分解出來。 （ 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 無毒 GV 法； ② 苯菲爾法； ③ 催化熱鉀堿 （ Cata carb） 法； ④ Flexsorb 法 [2]?；瘜W吸收法常用于 CO2 分壓較低的原料氣處理。 化學吸收法 化學吸收法即利用 CO2 是酸性氣體的特點，采用含有化學活性物質(zhì)的溶液對合成氣進行洗滌，CO2 與之反應 生成介穩(wěn)化合物或者加合物，然后在減壓條件下通過加熱使生成物分解并釋放 CO2，解吸后的溶液循環(huán)使用。 CO2 是一種酸性氣體，對合成氨合成氣中 CO2 的脫除，一般采用溶劑吸收的方法。 凈化工序中脫碳方法 在合成氨的整個系統(tǒng)中，脫碳單元將為系統(tǒng)關鍵主項，脫碳工序運行的好壞，直接關系到整個裝置的安全穩(wěn)定與否。由再生塔頂出來的 CO2，經(jīng)空冷器和水冷器，氣體溫度降至 40℃ ，再經(jīng)二氧化碳分離器除去冷凝水，送到尿素車間作原料。為了防止氣體夾帶出脫碳液，脫碳后的液體進人洗滌塔，用軟水洗去液沫后再進入甲烷化換熱器。 脫碳方法概述 由變換工序來的低變氣進脫碳系統(tǒng)的吸收塔，經(jīng)物理吸收或者化學吸收法吸收二氧化碳。此外， CO2 還是重要的化工原料，如合成尿素就需以 CO2 為主要原料。用天然氣 （ 甲烷 )為原料的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法所得的 CO2 量較少，合成氣中 CO2 濃度在 1520%，每噸氨副產(chǎn) CO2 約 噸。脫碳系統(tǒng)的能力將影響合成氨裝置的能力，必須同步進行擴能改造。在此過程中吸收塔壓降還應維持在合理范圍內(nèi)以降低合成氣壓縮機的功耗。 脫碳單元 在 合成氨工業(yè)中的作用 在最終產(chǎn)品為尿素的合成氨中，脫碳單元處 于承前啟后的關鍵位置，其作用既是凈化合成氣，又是回收高純度的尿素原料 CO2。因此，脫除 CO2，工藝的能耗高低，對氨廠總能耗的影響很大，國外一些較為先進的合成氨工藝流程，均選用了低能耗脫碳工藝。其生產(chǎn)工藝流程包括：脫硫、轉(zhuǎn)化、變換、脫碳、甲烷化、氨的合成、吸收制冷及輸人氨庫和氨吸收八個工序 [1]。就世界范圍來說，氨是最基本的化工產(chǎn)品之一，其主要用于制造硝酸和化學肥料等。中國開發(fā)的用 氨水脫除二氧化碳直接制碳酸氫銨新工藝，以及中國、意大利等國開發(fā)的變換氣氣提法聯(lián)合生產(chǎn)尿素工藝，都有明顯的優(yōu)點。合成氨生產(chǎn)中副產(chǎn)大量的二氧化碳，不僅可用于冷凍、飲料、滅火，也是生產(chǎn)尿素、純堿、碳酸氫銨的原料?，F(xiàn)在已提出以天然氣為原料的節(jié)能型合成氨新流程多種，每噸液氨的設計能耗可降低到約 。 節(jié)能和降耗。 發(fā)展趨勢 原料路線的變化方向。進入 WTO 后，氮肥 行業(yè)這種結構性矛盾日趨顯著，成為影響行業(yè)發(fā)展的一個主要因素?；蕦r(nóng)作物的增產(chǎn)作用己為大家所公認，中國施肥水平還有很大的提高空間，尤其是中西部市場。 我國的合成氨原料主要集中在重油，天然氣和煤，到目前為 止 ，中國化肥產(chǎn)量己居世界第一位。目前我國合成氨產(chǎn)能和產(chǎn)量己躍居世界前列。氮肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要量最大的化肥之一，合成氨則是氮肥的主要來源，因而合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有極為重要的位置。雖然全球一體化的發(fā)展減少了用戶的選擇范圍，但市場的穩(wěn)定性卻相應地增加了，世界化肥生產(chǎn)的發(fā)展趨勢是越來越集中到那些原料豐富且價格便宜的地區(qū)，中國西北部有蘊藏豐富的煤炭資源，為發(fā)展合成氨工業(yè)提供了極其便利的條件。 50 年代以前，最大能力為 200 噸 /日， 60年代初為 400 噸 /日，美國于 1963 年和 1966 年分別出現(xiàn)第一個 600t/d 和 1000t/d 的單系列合成氨裝置，在 6070 年代出現(xiàn) 15003000t/d 規(guī)模的合成氨。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日 期： 陜西理工學院畢業(yè)設計 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 Proeess design陜西理工學院畢業(yè)設計 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 [關鍵詞 ] 碳酸丙烯酯法 ；脫碳工藝；工程設計 陜西理工學院畢業(yè)設計 II The Design of the Decarbonization Section in the Production of the 40 thousand tons Synthetic Ammonia per year Abstract: Decarbonizing section is one of the absolutely necessary sections in the Synthetic Ammonia, and the Carbon dioxide absorption tower and the solution regeneration tower are indispensable tower equipment in the Synthetic Ammonia. This paper tradeoff advantages and disadvantages of much approach to decarbonization, propylene carbonate (PC) decarbonization are selected finally. The technological process was analyzed, and the material and heat was balanced according to parameters and relevant standards firstly. The tower body general structure was designed calculation by using physical absorption Mechanism, mass transfer and heat transfer equation, solution physical data stc diameter of absorption tower is , the height of tower is 27m, diameter of desorption tower is , the height of tower is 29m, which were designed., And then the strength of the Carbon dioxide absorption tower and the solution regeneration tower are checked. The decarbonizing section structural arrangement was reasonable design finally. As the theoretical preparation work, this designing prepare sufficient theoretical basis for people to analysis the problems of technological process, equipment design, determined root of problems, posing reasonable plan to solve problems. Keywords: Decarbonization process。首先進行工藝流程分析并根據(jù)工藝參數(shù)及有關標準進行二氧化碳吸收塔和解析塔內(nèi)的物、熱量衡算；其次就二氧化碳吸收塔、溶液再生塔等設備利用物理吸收機理、傳質(zhì)傳熱方程、溶液物性數(shù)據(jù)等方面的知識進行塔體的總體結構設計和計算，設計出二氧化碳吸收塔的塔徑為，塔高為 27m，二氧化碳解吸塔塔徑 ，塔高 29m； 然后對二氧化碳吸收和解吸塔進行了必要的強度校核；最后對脫碳工段車間結構布置進行合理的設計。陜西理工學院畢業(yè)設計 I 年產(chǎn) 30 萬噸合成氨脫碳工段工藝設計 [摘要 ]脫碳工段是合成氨工程中必不可少的工段之一，二氧化碳吸收塔和溶液再生塔是脫碳過程中不可缺少的塔設備。 本文權衡眾多合成氨脫碳方法之利弊，最終選擇碳酸丙烯酯脫碳法。本設計作為理論上的準備工作，為分析工藝流程、設備設計上存在的問題、確定問題的根源、提出解決問題的合理方案準備了充分的理論依據(jù)。 Carbon dioxide removal with PC method。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權 大學可以將 本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影