PSA脱碳与PC脱碳的比较.docx
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1、PC 脱碳与 PSA 脱碳运行总结石 锋马中霞王群祥山东海化盛兴化工青州2625001 概述山东海化盛兴化工目前已具备年产 120 kt 氨醇、150kt 尿素的生产力量。现有两套脱碳装置,一套为 1997 年投产的碳丙脱碳装置以下简称 PC 脱碳,设计力量 50kt/a,实际通过的最大气量为 36000Nm3/h60kt/a;一套为配套“1215”技改工程增的变压吸附脱碳装置以下简称PSA 脱碳,设计力量 70kt/a,该装置 2023 年 6 月投入运行,到目前为止处理最大气量 42023 Nm3/h。两套脱碳装置并联运行,满足了合成氨-尿素生产的需要。2 脱碳装置技术及运行2.1 PC
2、脱碳装置2.1.1 工艺过程1PC 脱碳由吸取和再生两大局部组成,CO2含量为 26%的变换气通过吸取塔后,形成合格的净化气供合成氨生产使用,吸取了 CO 的碳丙液经减压在解吸2塔中解吸出CO2,形成浓度98%的CO2气体供尿素生产使用。2.1.2 主要设备一览表设 备 名 称规 格 型 号数量台吸取塔再生塔 280035532mm 1 380031960mm 1闪蒸洗涤塔 3000/ 1200/ 70025777mm1变换气分别器 10005656(mm)1净化气分别器 10005656(mm)1洗涤塔 140022584(mm)1脱碳泵DJ720-605Q=720m3/h 功率=850Kw
3、1200D1-437Q=280m3/h 功率=440Kw1200D1-437Q=280m3/h 功率=360Kw2多级离心泵DG6-2512Q=6.3m3/h 功率=18.5Kw1气体风机9-26-12NO6.3 功率= 45Kw3真解风机L53LD功率=55Kw22.1.3 生产运行生产运行数据表2023 年 3 月中旬项目设计参数运行参数变换气组成/VH49.9953.12N16.6716.32CO29.5625.82CO2.833.2CH0.9541.6变换气压力/MPa(表压)1.751.85变换气温度/3522变换气量m3/h,标态3000031900净化气中 CO 含量/%1.00
4、.67产品 CO 气纯度/%298.598.8碳丙液温度/3517.2碳丙液流量m3/h720720产品 CO 输送压力/MPa20.010.0140.01622.2 PSA 脱碳装置2.2.1 工艺过程变压吸附脱碳装置由提纯段和净化段组成,工艺过程如以下图所示。变 换 逆放解析气CO 产品气2真空解析气回收气少量放空气提纯段CO2 含量约 26%的变换气通过提纯段后,形成浓度98.5%的 CO2 产品气供尿素生产使用;出提纯段的中间气进入净化段,将 CO2 净化至0.2%供合成氨生产使用。提纯段共 13 台吸附塔,承受了 3 塔吸附 8 次均压流程,动力设备配套 1 台2BEC-40 和 1
5、 台 2BEC-42 型真空泵,真空度-0.06MPa。提纯段PSA 工艺主要步骤为吸附、均压降、提纯、逆放、抽真空、二段气升压、均压升、终升等,每台吸附塔在 1 次循环中需经受 23 个步骤,操作过程在入塔原料气温度下运行。净化段共 10 台吸附塔,承受 2 塔吸附 6 次均压流程,动力设备配套 1 台2BEC-40 和 1 台 2BEC-50 型真空泵,真空度-0.072MPa。净化段 PSA 工艺主要步骤为吸附、均压降、逆放、抽真空、均压升、终升等,每台吸附塔在 1 次循环中需经受 18 个步骤,操作过程也在入塔原料气温度下进展。2.2.2 技术特点自从二段法 PSA 脱碳工艺首先在湖北
6、宜化集团投入运行后,几年来该技术得到了较快的进展,工艺流程进一步简化, H 、N 、CO等气体回收率进一步222提高,降低了工程投资和运行费用。我公司 42023m3/h标态变换气 PSA 脱碳装置技术特点如下。两段吸附压力均选用 1.71.9MPa在已投用的二段法 PSA 脱碳生产装置中,有的装置第一段和其次段吸附压力均为 0.7MPa,有的装置第一段选用 0.7MPa 而其次段选用 1.7MPa,但气体回收率均不格外令人满足。而两段吸附压力均为 1.71.9MPa 时,氢气回收率可提高 0.51%,氮气回收率可提高 23%,CO 回收率可提高 45%。承受均压流程代替置换流程随着变压吸附技
7、术争论的深入和不断改进,针对置换流程较简单、掌握难度大等缺乏,选用运行更牢靠的均压流程可以简化工艺流程,取消 2 台置换气压缩机和 3 台置换气缓冲罐,降低了投资和运行费用。置换流程是将局部产品 CO 气循环使用,用置换气压缩机将该局部气体输2送至吸附塔内,对塔内死空间的H 、N 进展置换以提高CO 产品气的纯度。222而均压流程是利用均压降的吸附塔内吸附剂所吸附的高浓度 C0对自身塔内死2空间的 H 、N22等杂质进展置换,以提高自身吸附塔内的C02产品气纯度,而被置换出的 H 、N 等气体进入其他均升吸附塔,作为该塔的均压升气体,即在提22高 CO2产品气纯度的同时最大限度地回收H 、N2
8、2等气体。在置换流程中,由于 CO2 产品气输送起始压力高,为了减小 CO2 产品气负荷的波动,必需通过罗茨鼓风机、调整阀、气柜、缓冲罐等设备以到达稳定输送的目的。而均压流程的 CO2 产品气输送起始压力低,通过简洁的缓冲贮罐和调整伐即可实现稳定的输送。 无气体返回脱碳前工序净化段的局部解吸气回收至提纯段,局部解吸气放空,整套装置经过自身处理解吸气,完全没有解吸气回收至脱碳前系统,且能到达较高的有效气体高回收率。吸附塔数量配置合理与其他的二段法 PSA 脱碳技术相比,本装置吸附塔的数量有所增加,但由于配置合理,工艺流程得以优化,在保证有效的均压次数满足生产要求的同时, 使投资费用降低,因此比其
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