[發明專利]一種變換氣變壓吸附與氨水聯合脫碳用于純堿生產的工藝

在審

• 申請號: 201611182278.0
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106586960A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 楊皓;王娟蕓;寧平
• 申請（專利權）人: 楊皓
• 主分類號: C01B3/52
• 分類號: C01B3/52;C01B3/56;C01B32/50;C01D7/00;C01C1/00;C01C1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及化工與環保領域，是一種有效利用生產廢氣降低生產能耗與降低原料消耗的方法。

背景技術

1、對于1.7MPa變換氣脫碳用于生產純堿的方法，一般采用液相脫碳技術，是因為液相脫碳技術氮氣損失小，獲得的解析氣二氧化碳濃度高達96%~99%，但是液相脫碳技術能耗高，而且通常環境友好程度不如變壓吸附技術。

2、對于1.7MPa變換氣脫碳用于生產純堿的技術，通常采用兩段法脫碳，可以在第一段獲得96%~99%濃度二氧化碳解吸氣，直接用于聯合碳化，與液相脫碳法技術相比工藝路線完全相同。變壓吸附第二段凈化氣二氧化碳達到0.2%以下（聯醇凈化氣二氧化碳達到0.8~1.0%），解吸氣二氧化碳濃度一般都在55%左右，由于含氫氣與一氧化碳，不能用于聯合碳化，是因為存在安全隱患。而且二段解吸氣中氮氣損失很大，要在造氣過程補充比液相法脫碳更多的氮氣，影響了壓縮機出功率。

3、一段法變換氣變壓吸附脫碳裝置解吸氣二氧化碳濃度通常只能達到90~91%，二氧化碳幾乎全部利用來做聯合碳化，凈化氣二氧化碳濃度可以達到0.2%以下（聯醇凈化氣二氧化碳達到0.8~1.0%），但是氮氣損失仍然很大，需要在造氣過程補充比液相法脫碳更多的氮氣，影響了壓縮機出功率。

4、100000NM³/H變換氣脫碳裝置，1.7MPa一段法變壓吸附脫碳裝置出口二氧化碳濃度控制在0.1~0.2%，再生氣體二氧化碳平均濃度通常為89~91%，真空泵需要1440kw。氫氮氣損失占脫碳進口原料氣的2.7%。

5、100000NM³/H變換氣脫碳裝置，1.7MPa一段法變壓吸附脫碳裝置出口二氧化碳濃度控制在4~5%，再生氣體二氧化碳濃度通常為95~99%，真空泵需要800kw。氫氮氣損失占脫碳進口原料氣的0.9%。

6、昊華西南化工有限責任公司魏小魏等人發表了《聯堿-過程加入碳銨的工藝變革》一文，闡述了加入碳酸氫銨固體在聯堿生產工藝中能有效提高生產效率與降低消耗的事實。

7、《變換氣生產碳酸氫銨工藝技術》，變換氣進入0.8~1.3MPa碳化主塔出口氣體為二氧化碳8-10%，付塔出口氣體二氧化碳0.8-1.0%，固定付塔出口二氧化碳0.1~0.2%。固定付塔出口氣體采用回收清洗塔凈化氨氣。

發明內容

變換氣進入變壓吸附裝置脫除二氧化碳濃度達到4~5%稱為粗脫碳氣，同時獲得濃度達到94%~99%的富二氧化碳解吸氣稱為產品氣，產品氣送聯堿碳化工段。這個過程所需要的脫碳電耗只有脫碳氣二氧化碳濃度控制在0.1~0.2%時的~60%。4~5%二氧化碳濃度的粗脫碳氣進入濃氨水碳化塔與稀氨水碳化塔（這與普通的碳酸氫銨兩個碳化塔流程相反，是因為碳酸氫銨碳化塔是為了獲得碳酸氫銨結晶，而本發明不要求獲得任何形式的晶體物質，因此氨水滴度遠小于碳酸氫銨碳化塔氨水滴度，帶出氣氨量將遠少于碳酸氫銨碳化過程）深度凈化二氧化碳到濃度0.1~0.2%（有聯醇的裝置可以控制在0.8~1.0%），碳化塔出口氣體進入回收氨氣洗滌塔，從回收氨氣洗滌塔出口的氣體送氨合成壓縮機，回收氣洗滌塔底部流出稀氨水直接用于稀氨水碳化塔，稀氨水碳化塔碳化氨水送氣氨吸收塔吸收生產濃氨水，濃氨水用于濃氨水碳化塔使用，濃氨水碳化塔底部出口碳化氨水送聯堿碳化塔使用。碳化氨水運送過程所需要的能耗只有第二級變壓吸附脫碳的十分之一。由此實現水全循環無外排，同時大大節約了電能。而且碳化系統的投資遠低于第二級變壓吸附脫碳裝置。從回收氨氣洗滌塔出口的氣體送氨合成壓縮機，回收氣洗滌塔底部流出稀氨水送氣氨吸收塔吸收生產濃氨水，濃氨水用于碳化塔使用，碳化塔底部出口碳化氨水（主要含碳酸氨與氫氧化氨而不是碳酸氫銨）送聯堿碳化塔使用。這比聯堿碳化塔加入碳酸氫銨節省了碳酸氫銨濃縮與生產的過程。而且本發明碳化氨水更接近于聯堿碳化塔中碳化氨水成份。

具體實施方式

實施例1：某18萬噸/年氨與50萬噸聯堿裝置，10萬標方/小時變換氣1.6MPa變壓吸附抽空工藝分離二氧化碳，粗脫碳氣二氧化碳濃度為4%，送氨水凈化合成系統。解吸氣二氧化碳平均濃度96%。再生系統真空泵為800kw。解吸氣壓縮后直接送聯堿碳化塔。