小氮肥设计技术(doc15)-工艺技术(编辑修改稿)

小氮肥设计技术(doc15)-工艺技术(编辑修改稿)内容摘要：

碳装置的实际情况，对活化 MDEA 法、 NHD 法和苯 菲尔法进行比较，认为活化 MDEA 法是最佳方案。 2． 2． 1 COz 在 MDEA、苯菲尔和乙二醇二甲醚中 的溶解度比较 由图 2的等温相平衡曲线可见， COz 分压在 0． 5 MPa 时， MDEA、苯菲尔法和聚乙二醇二甲醚 中 CO2 的溶解度分别为 58,53 和 30Nm m～ ，其 中 MDEA 溶液的溶解度最大。 从图中还可看出，当 cO 分压小干 0． 38 MPa 时， cO：在苯菲尔溶液中的溶解度最大；当 0。 2分 维普资讯 压在 0． 38～ 1． 2MPa 范围时， cO2 在 MDEA 溶液 中的溶解度最大；当 cO 分压大于 1． 2 MPa 时， cO：在聚乙二醇二甲醚溶液中的溶解度最大。 柳州 化肥厂进脱碳装 置的变换气中 COz 分压为 0． 45 MPa，因此适宜采用活化 MDEA 法脱碳。 0 0． 2 0． 4 06 0 H 1 0 1 Z co2 分压／ MPa 田 2 c 溶解等沮线 a． MDEA 溶液 b．苯菲尔溶棱 c．橐乙二酵：甲醚 2． 2． 2 活化 MDEA 法和苯菲尔法比较 两法比较见表 1所示。 衰 1 活化 MDEA 法和苯菲尔法比较 活化 MDEA 法比较项目苯菲尔法 物理一化学吸收类型化学 嗳力 ． 1． 7 1 7 ／ a 嗳峰羿虚上塔 50～ 60，下塔 85 塔 70，下塔 106 0． 1～ 0． 2 0．。 03～ 0．。 01 净 CO 化 , 纯度塞 99． 2 99． 6 CO,纯度 l00 聃损失 中国最庞大的下资料库 (整理 . 版权归原作者所有 ) 第 7 页 共 14 页 需排放系统自身平衡冷凝液排放 21 2 力苍 }／瞳 r a’ t骂叫 82 65 ^ ． 耗目 t1氨 1． 2 0．。 9 t 燕汽 t撂 i氨 无酶泣 |f 蚀性有 苯菲尔法和活化 MDEA 法脱碳在水电消耗方 面相差不大，但蒸汽消耗差别较大，前者一般大干 1 t tI 氨，而后者则小于 1t tt氨。 2． 3 活化 MDEA 法和 NHD 法的比较 2． 3． 1 净化指标广西化工 54 NHD 法和括化 MDEA 法脱碳，净化气均可满 足 c02 含量小于 0． 2。 在括化 MDEA 法中，净化气中 cOz 量一般为 0． 08％～ O． 1 ，但实际运行中 cO2含量更低，工 艺操作弹性很大，乌石化二化肥试车和试生产也证 明了这一点，装置在 85 ～ 95 的生产负荷下 MDEA 溶液浓度为 35 (重量比 )时，出吸收塔顶 部净化气中 cO2 含量稳定地维持在 0． O4～ O． 06 mg L 一 2． 3． 2 能耗 NHD 法其能耗主要为电耗，吨氨电耗 102． 9 kWh，综合能耗 4． 327 GJ t 吨氨。 括化 MDEA 法 能耗主要为电耗、蒸汽耗，吨氨电耗 6O kWh，吨氨 燕汽耗 0． 9t，综 合能耗 2． 75GJ t 氨。 2． 3． 3 流程的匹配性 柳州化肥厂原脱碳装置设备布置相当紧凑，新 增设备布置困难较大，括化 MDEA 法与苯菲尔法流 程相似，操作温度、压力基本相同，能最大限度地利 用原有设备、管道、仪表和士建设施 NHD 法中，吸收温度一般为 O～ 5℃ ，需要冷 嚣【，而现有冰机能力又不能满足要求。 2． 3． 4 投资 NHD 法脱碳流程比 MDEA 法流程复杂一些， ． 且 CO,吸收塔半贫液泵贫液泵换溶热 _掖器半贫液生泵． 八闲塔／再生塔 圈 3 话化 MDEA 法漶程圈 维普资讯 第 28 卷 设备较多，投资比例为 1． 2： 1 对于改造项目，其投资主要为新增设备及溶液 的费用。 将苯菲尔法改为 NHD 法新增设备的费用 比将其改为括化 MDEA 法耍高；溶液费用相差更 中国最庞大的下资料库 (整理 . 版权归原作者所有 ) 第 8 页 共 14 页 大，聚乙二醇二甲醚纯溶剂价格为每吨 2万元， MDEA 纯溶剂价格为每吨 1． 7万元。 NHD 法吸收 CO2 所采用的聚乙二醇二甲醚的纯溶剂， MDEA 法 中吸收 CO2 目 U采用 MDEA 30 ～ 4O 的溶液。 因 此睡者溶剂投资比例约为 3． 5： 1。 2． 3． 5 溶液对设备的腐蚀性 NHD 溶剂本身对碳钢设备无腐蚀，但在高温和 有水蒸汽存在的场合， NHD溶剂对碳钢有轻度腐 蚀，需用不锈钢 MDEA 是叔胺，为弱碱性，同时由于它与 CO, 反应不生成氨基甲酸酯，也不存在由该酯引起的变 质反应，如 2O (质量比 )的 MDEA 溶液对再沸器、 换热器的腐蚀仅为 0． 04Ⅱ m a_。 ， 1 5 ～ 3O 的 MDEA 溶液在高负荷下运转完垒可以适用碳钢设 备。 3 活化 MDEA 脱碳工艺流程介绍 柳州化肥厂原脱碳装置为苯菲尔法，现改为括 化 MDEA 法，其流程如图 3所示： 碳 篓旦 王建国：活化 MDEA 脱碳技术应用第 2 期 变换气进入 C 吸收塔 (1C)下 塔，与自上而下 的 MDEA 溶液逆流接触，脱去 CO：气。 吸收塔顶部 出来为净化气，其中 C 含量小于 0． z ，经净化 气冷却器 (1E)用循环水冷却到 40℃ ，分离水份后， 送压缩机四段入口，冷凝液去冷凝液槽。 吸收 COz 后的 MDEA 富液由吸收塔底都出 来，经减压后去第一闪蒸塔 (2c)顶部，控制闪幕压 力，使溶液中吸收的大部分氢、氨气解吸，经冷却分 离后，闪蒸气送本厂的碳化工序。 这样既回收了氢、 氨气，又提高了再生气中 COz 气的纯度。 第一闪蒸塔底部出来的溶液，进入二闪塔／再生 塔 (3C)顶部，被由塔下部引入的 再生塔来的 C0z 气 及水蒸汽汽提，大部分 CO,由此解吸。 ∞ 气经塔 顶冷凝液洗涤后进入 COz 冷却器 (4E)冷却至 40 ℃，分离出冷凝液后，送往尿素工段使用。 第二闪蒸 塔底出 I： 1溶液即为半贫液，大部分经半贫液泵 (1P) 加压后进入吸收塔中部，少部分则由再生半贫液泵 (3P)经溶液换热器 (5E)进入再生塔 (3c)顶部，被蒸 汽煮沸器 (6E)产生的蒸汽再次汽提，再生塔底部出 I=1 溶液即为贫液。 贫液经溶液换热器 (5E)与来自第 二闪蒸塔的半贫液换热，经贫液泵 (zP)加压后进入 贫液冷却器 (2E)，进一步冷却 至 60℃ ，进入吸收塔 顶部，自上而下洗涤变换气，使之达到要求的净化 中国最庞大的下资料库 (整理 . 版权归原作者所有 ) 第 9 页 共 14 页 度 为了尽可能地降低溶剂损失，第二闪蒸塔设置 三块洗涤板，加入冷凝液进行洗涤．整个脱碳装置回 收冷凝液并设有冷凝液的循环系统。 4 生产运行情况 活化 MDEA 溶液对 CO 气体的吸收好，兼有 物理和化学吸收性能，吸收能力强。 净化度高；男外， 由于 (如 z 在 MDEA 溶液中溶解热较小，因此 MDEA 溶液再生时需要热量少。 柳州化肥厂活化 MDEA 脱碳装置一次开车成 功，生产情况较稳定，改造前后脱碳比较如表 2所 示。 Application of Activated MDEA Decarbonizing Technology W angJianguo (SINOPEC Lanzhou Design Institute， Lanzhou 730060) Abstr。