一種變換氣聯(lián)合生產(chǎn)氨與純堿的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用變換氣生產(chǎn)合成氨與純堿的工藝，變換氣經(jīng)PSA1分離的90％～95％CO2稱為富CO2氣一，同時(shí)獲得濃度低于0.2％的CO2用于合成氨，富CO2氣二通入重碳煅燒爐，引出后與富CO2氣一混合，經(jīng)壓縮進(jìn)入聯(lián)合碳化塔生產(chǎn)聯(lián)堿，排放的尾氣采用PSA2分離提濃CO2到90％以上，稱為富CO2氣二，同時(shí)獲得0.28MPa CO2濃度低于5％的貧CO2尾氣，貧CO2尾氣經(jīng)PSA3分離，獲得0.25MPa CO2濃度低于0.2％的回收氣，回收氣均壓送入PSA1，PSA3有部分0.01MPa 25％的CO2排入大氣，可減少PSA1分離CO2過程N(yùn)2損失，聯(lián)合碳化塔尾氣的壓力能也得到回收利用。
【專利說明】
一種變換氣聯(lián)合生產(chǎn)氨與純堿的工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及化工與環(huán)保領(lǐng)域，是一種有效利用生產(chǎn)廢氣降低生產(chǎn)能耗與降低原料消耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]1、對(duì)于變換氣脫碳用于生產(chǎn)聯(lián)堿的方法，一般采用液相脫碳技術(shù)，是因?yàn)橐合嗝撎技夹g(shù)氮?dú)鈸p失小，獲得的解析氣二氧化碳濃度高達(dá)96 %?99 %，但是液相脫碳技術(shù)能耗高，而且通常環(huán)境友好程度不如變壓吸附技術(shù)。對(duì)于變換氣脫碳用于生產(chǎn)聯(lián)堿的技術(shù)，采用兩段法脫碳，可以在第一段獲得96%?99%濃度二氧化碳解吸氣，直接用于聯(lián)合碳化與液相脫碳法相比完全相同。但是二氧化碳的回收率不如液相脫碳法。因?yàn)樽儔何降诙蝺艋瘹膺_(dá)到0.2 %以下，解吸氣二氧化碳濃度一般都在55 %左右，而且富含氫氣與一氧化碳，不能用于聯(lián)合碳化，因?yàn)榇嬖诎踩[患。而且二段解吸氣中氮?dú)鈸p失很大，要在造氣過程補(bǔ)充比液相法脫碳更多的氮?dú)猓绊懥藟嚎s機(jī)出功率。一段法變換氣變壓吸附脫碳裝置解吸氣二氧化碳濃度達(dá)到90?95%，二氧化碳幾乎全部利用來做聯(lián)合碳化，凈化氣二氧化碳濃度可以達(dá)到0.2%以下，但是氮?dú)鈸p失很大，需要在造氣過程補(bǔ)充比液相法脫碳更多的氮?dú)?，影響了壓縮機(jī)出功率。
[0003]2、重堿煅燒爐的引風(fēng)過程一般為負(fù)壓抽出，會(huì)直接將空氣引入煅燒尾氣。使原本二氧化碳分解氣99%以上的氣體二氧化碳濃度降低到60?80%，含有氧氣與氮?dú)狻?br>[0004]3、聯(lián)堿碳化塔采用脫碳?xì)饨馕鼩饣蚪馕鰵?6%以上二氧化碳濃度與煅燒氣60?80 % 二氧化碳濃度混合，混合氣壓縮到0.35?0.4MPa下，進(jìn)入碳化塔，碳化塔出口尾氣
0.3MPa 二氧化碳濃度28%左右，這個(gè)氣體含有氧氣與氮?dú)?，無法綜合利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種利用變換氣生產(chǎn)合成氨與聯(lián)堿的工藝，采用一段變壓吸附法分離二氧化碳，其特征在于，把變換氣變壓吸附I分離出來的二氧化碳?xì)怏w濃度控制在90%?95%稱為富二氧化碳?xì)庖?，同時(shí)獲得二氧化碳濃度低于0.2 %的氨合成氣用于生產(chǎn)合成氨，富二氧化碳?xì)庖恢械臍錃馀c一氧化碳濃度控制在0.5%以下其余為氮?dú)猓欢趸細(xì)庖怀鲎儔何絀的壓力控制在0.0lMPa，這樣設(shè)立的變壓吸附避免了兩段法二氧化碳收率不高，同時(shí)55%濃度的解吸氣不能利用大尷尬局面。投資也大大低于兩段法變壓吸附。而且操作比兩段法簡(jiǎn)便，投資也更低。本發(fā)明的方法，氮?dú)獠辉谠鞖膺^程中補(bǔ)充，也不需要使用外能補(bǔ)充純氮，而是利用碳化塔出口氣補(bǔ)充氮?dú)?，大大?jié)約了壓縮功，而且保證了煤氣壓縮機(jī)的出力率。如果不設(shè)立本發(fā)明的富二氧化碳?xì)舛ㄈ胫貕A煅燒爐正壓保護(hù)，或不回收利用碳化塔尾氣，一段法脫碳損失大于兩段法的有效氣損失，將更為不合理。
[0006]富二氧化碳?xì)舛ㄈ胫貕A煅燒爐正壓保護(hù)煅燒引風(fēng)過程，使引風(fēng)過程不會(huì)吸入空氣，從而克服了煅燒爐尾氣含氧氣不便利用的問題。富二氧化碳?xì)舛c重堿分解氣混合，從煅燒爐引出，與富二氧化碳?xì)庖换旌戏Q為混合氣，壓縮到0.35?0.4MPa，進(jìn)入聯(lián)合碳化塔生產(chǎn)聯(lián)堿，混合氣在聯(lián)堿碳化過程中二氧化碳被大部分吸收，排放的尾氣大約在0.3MPa，尾氣主要?dú)怏w成分為二氧化碳28%，還有大量氮?dú)?、少量氫氣與一氧化碳。
[0007]碳化尾氣有0.3MPa壓力，二氧化碳濃度28%，采用變壓吸附2把尾氣中的二氧化碳分離提濃到90%以上而且不含氫氣與一氧化碳，這個(gè)技術(shù)是常規(guī)技術(shù)。如果把二氧化碳凈化到0.2%，解吸氣二氧化碳濃度會(huì)只有50%左右，循環(huán)壓縮到0.3MPa，消耗的能量會(huì)比較大，而且氫氮?dú)饣厥章什粔蚋?，而把二氧化碳凈化濃度提高? %左右，解吸氣二氧化碳濃度可以達(dá)到90?95%，稱為富二氧化碳?xì)舛瑫r(shí)獲得0.28MPa、二氧化碳濃度低于5%的貧二氧化碳尾氣。
[0008]5%濃度的貧二氧化碳尾氣直接均壓回變壓吸附I裝置會(huì)破壞吸附過程，因此繼續(xù)使用變壓吸附3分離，獲得0.25MPa 二氧化碳濃度低于0.2%的氮?dú)湟谎趸細(xì)夥Q為回收氣，把回收氣均壓送入變換氣分離二氧化碳變壓吸附I裝置的某一個(gè)對(duì)應(yīng)的均壓步驟，這樣就回收了變壓吸附I裝置損失的大部分氮?dú)?，從而避免了造氣階段補(bǔ)充氮?dú)饣騽t另外補(bǔ)充純氮的過程。本發(fā)明合理利用了碳化塔出口排空氣體的0.3MPa能量分離回收氮?dú)?，避免了能量浪費(fèi)。
[0009]損失的變壓吸附3仍然有一部分0.0lMPa的二氧化碳濃度25%左右的氣體排入大氣，該氣體仍然可以壓縮回收氮?dú)馀c二氧化碳，但是需要壓縮，不如直接排空比較合算。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1:某18萬噸/年氨與50萬噸聯(lián)堿裝置，10萬標(biāo)方/小時(shí)變換氣1.6MPa變壓吸附I抽空工藝分離二氧化碳，凈化氣二氧化碳濃度為0.15%，送氨合成系統(tǒng)。解吸氣二氧化碳濃度93%。重堿煅燒爐由原來的負(fù)壓引風(fēng)改為富二氧化碳?xì)舛龎罕Ｗo(hù)送風(fēng)，二氧化碳濃度由原來的80 %升高到95 %以上，而且氧氣含量小于0.2%o煅燒爐出口氣體與變壓吸附I裝置解吸氣混合，送聯(lián)堿二氧化碳?jí)嚎s機(jī)。二氧化碳?jí)嚎s到0.35MPa送聯(lián)堿碳化塔。碳化出口氣體二氧化碳濃度33%，壓力0.3MPa。
[0011]把碳化出口氣體送入變壓吸附2裝置，從出口獲得二氧化碳5%濃度的氮?dú)湟谎趸細(xì)?，氧氣濃度低?.3%。同時(shí)獲得二氧化碳90%濃度的氣體送重堿煅燒爐做正壓保護(hù)氣。
[0012]從變壓吸附2裝置出來的二氧化碳5%濃度的氮?dú)湟谎趸細(xì)?，壓力?.28MPa，送入變壓吸附3裝置，獲得出口濃度0.2%的氮?dú)錃猓鯕鉂舛鹊陀?.4%，分兩次均壓進(jìn)入變壓吸附I裝置的抽空后第一次均壓升和第三次均壓升。
[0013]從變壓吸附3裝置流出的解吸氣二氧化碳濃度大約27%，直接排放進(jìn)入大氣。
[0014]實(shí)施例2:某28萬噸/年氨與70萬噸聯(lián)堿裝置，15萬標(biāo)方/小時(shí)變換氣2.6MPa變壓吸附I吹掃+回收工藝分離二氧化碳，凈化氣二氧化碳濃度為0.1%，送氨合成系統(tǒng)。解吸氣二氧化碳濃度92%，解吸氣壓力0.005MPa，。重堿煅燒爐由原來的負(fù)壓引風(fēng)改為富二氧化碳?xì)舛龎罕Ｗo(hù)送風(fēng)，二氧化碳濃度由原來的70%升高到95%以上，而且氧氣含量小于0.2%。煅燒爐出口氣體與變壓吸附I裝置解吸氣混合，送聯(lián)堿二氧化碳?jí)嚎s機(jī)。二氧化碳?jí)嚎s到
0.35MPa送聯(lián)堿碳化塔。碳化出口氣體二氧化碳濃度28 %，壓力0.3MPa。
[0015]把碳化出口氣體送入變壓吸附2裝置，從出口獲得二氧化碳5%濃度的氮?dú)湟谎趸細(xì)猓鯕鉂舛鹊陀?.3%。同時(shí)獲得二氧化碳90%濃度的氣體送重堿煅燒爐做正壓保護(hù)氣。
[0016]從變壓吸附2裝置出來的二氧化碳5%濃度的氮?dú)湟谎趸細(xì)?，壓力?.28MPa，送入變壓吸附3裝置，獲得出口濃度0.2%的氮?dú)錃猓鯕鉂舛鹊陀?.4%，分兩次均壓進(jìn)入變壓吸附I裝置的抽空后第一次均壓升和第二次均壓升。
[0017]從變壓吸附3裝置流出的解吸氣二氧化碳濃度大約27%，直接排放進(jìn)入大氣。
[0018]實(shí)施例3:某9萬噸/年氨與25萬噸聯(lián)堿裝置，5.4萬標(biāo)方/小時(shí)變換氣0.9MPa變壓吸附I抽空工藝分離二氧化碳，凈化氣二氧化碳濃度為0.25%，送氨合成系統(tǒng)。解吸氣二氧化碳濃度89%，解吸氣壓力0.005MPa，。重堿煅燒爐由原來的負(fù)壓引風(fēng)改為富二氧化碳?xì)舛龎罕Ｗo(hù)送風(fēng)，二氧化碳濃度由原來的70%升高到95%以上，而且氧氣含量小于0.2%。煅燒爐出口氣體與變壓吸附I裝置解吸氣混合，送聯(lián)堿二氧化碳?jí)嚎s機(jī)。二氧化碳?jí)嚎s到
0.35MPa送聯(lián)堿碳化塔。碳化出口氣體二氧化碳濃度27 %，壓力0.3MPa。
[0019]把碳化出口氣體送入變壓吸附2裝置，從出口獲得二氧化碳5%濃度的氮?dú)湟谎趸細(xì)?，氧氣濃度低?.3%。同時(shí)獲得二氧化碳90%濃度的氣體送重堿煅燒爐做正壓保護(hù)氣。
[0020]從變壓吸附2裝置出來的二氧化碳5%濃度的氮?dú)湟谎趸細(xì)?，壓力?.28MPa，送入變壓吸附3裝置，獲得出口濃度0.2%的氮?dú)錃?，氧氣濃度低?.4%，分兩次均壓進(jìn)入變壓吸附I裝置的抽空后第一次均壓升和第三次均壓升。
[0021 ]從變壓吸附3裝置流出的解吸氣二氧化碳濃度大約27%，直接排放進(jìn)入大氣。
[0022]使用本發(fā)明將降低變壓吸附法投資，同時(shí)降低合成氨的消耗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用變換氣生產(chǎn)合成氨與聯(lián)堿的工藝，其特征在于，把變換氣變壓吸附I分離出來的二氧化碳?xì)怏w濃度控制在90 %?95 %稱為富二氧化碳?xì)庖唬瑫r(shí)獲得二氧化碳濃度低于0.2%的氨合成氣用于生產(chǎn)合成氨，富二氧化碳?xì)庖恢械臍錃馀c一氧化碳濃度控制在.0.5%以下其余為氮?dú)猓欢趸細(xì)庖怀鲎儔何絀的壓力控制在0.0IMPa，富二氧化碳?xì)舛ㄈ胫靥检褵隣t正壓保護(hù)煅燒引風(fēng)過程，使引風(fēng)過程不會(huì)吸入空氣，從煅燒爐引出與富二氧化碳?xì)庖换旌戏Q為混合氣，壓縮到0.35?0.4MPa，進(jìn)入聯(lián)合碳化塔生產(chǎn)聯(lián)堿，混合氣在聯(lián)堿碳化過程中二氧化碳被大部分吸收，排放的尾氣大約在0.3MPa，尾氣主要?dú)怏w成分為二氧化碳28%，還有大量氮?dú)?、少量氫氣與一氧化碳，采用變壓吸附2把尾氣中的二氧化碳分離提濃到90%以上而且不含氫氣與一氧化碳，稱為富二氧化碳?xì)舛?，同時(shí)獲得0.28MPa、二氧化碳濃度低于5%的貧二氧化碳尾氣，貧二氧化碳尾氣繼續(xù)使用變壓吸附3分離，獲得.0.25MPa二氧化碳濃度低于0.2%的氮?dú)湟谎趸細(xì)夥Q為回收氣，把回收氣均壓送入變換氣分離二氧化碳變壓吸附I裝置，變壓吸附3有一部分0.0 IMPa的二氧化碳濃度25 %左右的氣體排入大氣，由此減少變換氣變壓吸附法I分離二氧化碳過程的氮?dú)鈸p失，聯(lián)合碳化塔尾氣的壓力能也得到回收利用。
【文檔編號(hào)】C01B31/20GK105967184SQ201610300798
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】楊皓, 寧平, 曲思霖, 劉定萬, 王巍, 王娟蕓
【申請(qǐng)人】楊皓