[發明專利]光氣合成單元尾氣中CO的提純回收方法

有效

• 申請號: 201110145532.0
• 申請日: 2011-06-01
• 公開（公告）號: CN102285651A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 李曉明;毛志紅;張義新;董宇航;王小偉;范聲樸
• 申請（專利權）人: 甘肅銀光聚銀化工有限公司;甘肅銀達化工有限公司
• 主分類號: C01B31/18
• 分類號: C01B31/18
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 曾敬

1.一種光氣合成單元尾氣中CO的提純回收方法，包括：

a)第一步是破除尾氣中光氣工序，處理后光氣濃度≤0.5ppm，K1塔頂排氣進入催化水解塔K2底部后上升，30～60℃的噴淋水泵入K2頂部后沿散堆填料下落，塔的操作壓力為0.32MPa，溫度30～60℃，停留時間2～3min，氣液兩相傳質后發生催化水解反應，光氣遇水時生成CO₂與HCl，氣體從塔頂排出，K2塔底出水在鹽酸濃度小于8％時可直接回用并添加新鮮水，一旦達到HCl上限值時，可作稀鹽酸溶液回收；

b)第二步是脫除尾氣中微量水工序，K2塔頂排氣進入脫水塔K3底部后上升，遇散堆填料被分子篩吸附劑吸附水份，干燥氣體從塔頂排出，并由采樣點采樣，檢測氣體中水份含量滿足要求后送變壓吸附裝置干燥并提純CO；

c)第三步是變壓吸附工序，包括：

1)PSA-CO₂脫碳工序，主要有一段吸附塔T1ABCDEF六個吸附床和原料氣緩沖罐V1、順放罐V2、脫炭逆放罐V3、脫炭解吸氣罐V4、真空泵P1，從原料氣緩沖罐V1來的氣體自下而上通過吸附床，脫碳專用吸附劑在一定吸附壓力下吸附CO₂，并隨著壓降、順放、逆放和抽真空的步驟從吸附劑上解析下來，實現吸附劑的再生，半產品氣多數穿過吸附床層送至下工序，每個吸附塔在一個周期中需經歷吸附、一次均壓降壓、二次均壓降壓、逆向放壓、抽空、一次均壓充壓、二次均壓充壓、終充壓等步驟，其中吸附塔T1A的吸附、再生步驟為：

(i)吸附(A)：原料氣在0.5～1.2MPa壓力下通過塔底相應程控閥門進入到吸附塔T1A內，其中的CO₂、H₂O被吸附在吸附劑上，未被吸附的CO、N₂組分從吸附塔頂經過相應程控閥門流出，去下工序，當吸附進行到預定的吸附時間后，相應程控閥門關閉，吸附步驟結束，吸附塔轉入到下一操作步驟，

(ii)一次均壓降壓(ED1)：選擇性關閉、打開相應程控閥門，吸附塔T1A中的氣體進入到處于較低壓力的吸附塔T1D，T1A的壓力降低，同時T1D升壓，均壓結束后兩吸附塔壓力接近，

(iii)二次均壓降壓(ED2)：繼續選擇性打開相應程控閥門，T1A中的氣體進入到吸附塔T1E，T1A的壓力繼續降低，同時T1E升壓，均壓結束后兩個吸附塔壓力接近，

(iv)順放(P)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，T1A中氣體去順放罐V2，

(v)逆放1(BD1)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，T1A的壓力降壓，氣體通過脫炭逆放罐V3流出，

(vi)逆放2(BD2)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，繼續使T1A的壓力降壓，并跨過脫炭逆放罐V3直接流出至火炬系統，

(vii)抽空(V)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，用真空泵P1對T1A進行抽真空，進一步降低T1A壓力，使吸附劑徹底解吸，

(viii)一次均壓充壓(ER2)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，T1A同剛完成第一均壓步驟的吸附塔T1C進行均壓，均壓結束后兩吸附塔的壓力基本相同，

(ix)二次均壓充壓(ER1)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，吸附塔T1D內的氣體進入到T1A內，T1A的壓力升高，同時使T1D壓力下降，均壓結束后兩吸附塔壓力基本相同，

(x)終充壓(FR)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，吸附尾氣進入到T1A逆向充壓至吸附壓力，終充壓結束時T1A的壓力接近吸附壓力，準備開始下一循環，至此，吸附塔T1A完成了吸附-解吸再生過程，其它吸附塔和T1A塔操作步驟相同，只是在操作時間上相互錯開，實現了原料氣的連續進入和半產品氣的連續輸出；

2)PSA-CO工序，主要有二段吸附塔T2ABCDEFG七個吸附床和原料氣緩沖罐V5、逆放罐V6、置換氣罐V7、CO產品氣罐V8、真空泵P2，專有Cu⁺吸附劑在一定吸附壓力下，選擇吸附CO組分，再通過順放、置換將其他雜質去除，提高CO的純度至產品要求，然后通過逆放和抽真空步驟得到產品，并實現吸附劑的再生，任何時刻都有兩個吸附塔處在吸附狀態，每臺吸附塔都依次經歷吸附、一次均壓降、二次均壓降、順放、置換沖洗、一次逆放、二次逆放、抽真空、一次均壓升、預吸附、二次均壓升和終充壓步驟后完成一次循環，其中T2A的吸附、再生步驟為：

(i)吸附(A)：原料氣緩沖罐V5中的半產品氣在0.5～1.2MPa壓力下通過塔底相應程控閥門進入到吸附塔T2A，專用Cu⁺吸附劑快速吸附CO，未被吸附的N₂、H₂等及少量CO作為吸附尾氣流出吸附塔冷卻后去下工序，

(ii)一次均壓降壓(ED1)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，吸附塔T2A中的氣體進入到T2D，降低T2A的壓力，均壓結束后T2A和T2D的壓力相同，

(iii)二次均壓降壓(ED2)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，T2A中氣體從底部對T2E塔進行均壓，使兩塔壓力相等，

(iv)順放(P)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，使T2A塔順向放出的氣體經過T2E塔后，經相應程控閥門流出至逆放罐V6，

(v)置換沖洗(C)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，從置換氣罐V7來的置換氣，由T2A塔底部導入，在0.1～0.5MPa壓力下，對T2A塔進行順向置換沖洗，置換沖洗排放氣仍按上一步驟路線排出，置換結束，關閉相應程控閥門，此時T2A內氣體的CO純度已經滿足產品要求，

(vi)一次逆向放壓(BD1)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，T2A內的CO放入逆放罐V6，

(vii)二次逆向放壓(BD2)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，T2A逆放氣直接進入到CO產品氣罐V8，最終T2A和V2C壓力基本平衡在0.01～0.08MPa，

(viii)抽真空(V)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，用真空泵P2對T2A抽真空，使專用Cu⁺吸附劑再生，抽出的即是產品CO，抽真空結束時，吸附塔壓力應達到-0.01～-0.09MPa，

(ix)一次均壓充壓(ER2)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，吸附塔T2D順向放出的氣體進入到T2A，T2A和T2D壓力相等，

(x)預吸附(PP)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，來自T2D塔的順向放壓氣和置換沖洗排放氣在T2A塔進行預吸附，以回收CO組份，預吸附尾氣通過相應程控閥門排出，

(I)二次均壓充壓(ER1)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，將T2E中的氣體流入吸附塔T2A，均壓結束后兩者的壓力相同，

(II)終充壓(FR)：選擇性打開、關閉相應程控閥門，吸附尾氣對T2A塔進行逆向充壓，使T2A塔壓力接近吸附壓力，至此，吸附塔T2A完成了吸附-解吸再生過程，其它吸附塔和T2A塔操作步驟相同，只是在操作時間上相互錯開，實現了原料氣的連續進入和CO產品氣的連續輸出。

2.根據權利要求1所述的一種光氣合成單元尾氣中CO的提純回收方法，其特征是所述的催化水解塔K2里散堆一種以硅砂為骨架載體、表面為活性硅鋁膜型的光氣水解專用催化劑，該催化劑的外形尺寸有Φ12×12mm、Φ20×20mm和Φ40×40mm三種，氣孔率＞35％，耐酸值＞98％，耐壓強度＞100Kg/cm²，比表面積＞15cm²/g，堆積比重約0.85Kg/cm³，體積比重約1.8±0.1Kg/cm³。