一种变换气联合生产氨与纯碱的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种利用变换气生产合成氨与纯碱的工艺，变换气经PSA1分离的90％～95％CO2称为富CO2气一，同时获得浓度低于0.2％的CO2用于合成氨，富CO2气二通入重碳煅烧炉，引出后与富CO2气一混合，经压缩进入联合碳化塔生产联碱，排放的尾气采用PSA2分离提浓CO2到90％以上，称为富CO2气二，同时获得0.28MPa CO2浓度低于5％的贫CO2尾气，贫CO2尾气经PSA3分离，获得0.25MPa CO2浓度低于0.2％的回收气，回收气均压送入PSA1，PSA3有部分0.01MPa 25％的CO2排入大气，可减少PSA1分离CO2过程N2损失，联合碳化塔尾气的压力能也得到回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工与环保领域，是一种有效利用生产废气降低生产能耗与降低原料消耗的方法。
技术介绍
1、对于变换气脱碳用于生产联碱的方法，一般采用液相脱碳技术，是因为液相脱碳技术氮气损失小，获得的解析气二氧化碳浓度高达96％～99％，但是液相脱碳技术能耗高，而且通常环境友好程度不如变压吸附技术。对于变换气脱碳用于生产联碱的技术，采用两段法脱碳，可以在第一段获得96％～99％浓度二氧化碳解吸气，直接用于联合碳化与液相脱碳法相比完全相同。但是二氧化碳的回收率不如液相脱碳法。因为变压吸附第二段净化气达到0.2％以下，解吸气二氧化碳浓度一般都在55％左右，而且富含氢气与一氧化碳，不能用于联合碳化，因为存在安全隐患。而且二段解吸气中氮气损失很大，要在造气过程补充比液相法脱碳更多的氮气，影响了压缩机出功率。一段法变换气变压吸附脱碳装置解吸气二氧化碳浓度达到90～95％，二氧化碳几乎全部利用来做联合碳化，净化气二氧化碳浓度可以达到0.2％以下，但是氮气损失很大，需要在造气过程补充比液相法脱碳更多的氮气，影响了压缩机出功率。2、重碱煅烧炉的引风过程一般为负压抽出，会直接将空气引入煅烧尾气。使原本二氧化碳分解气99％以上的气体二氧化碳浓度降低到60～80％，含有氧气与氮气。3、联碱碳化塔采用脱碳气解吸气或解析气96％以上二氧化碳浓度与煅烧气60～80％二氧化碳浓度混合，混合气压缩到0.35～0.4MPa下，进入碳化塔，碳化塔出口尾气0.3MPa二氧化碳浓度28％左右，这个气体含有氧气与氮气，无
法综合利用。
技术实现思路
一种利用变换气生产合成氨与联碱的工艺，采用一段变压吸附法分离二氧化碳，其特征在于，把变换气变压吸附1分离出来的二氧化碳气体浓度控制在90％～95％称为富二氧化碳气一，同时获得二氧化碳浓度低于0.2％的氨合成气用于生产合成氨，富二氧化碳气一中的氢气与一氧化碳浓度控制在0.5％以下其余为氮气，富二氧化碳气一出变压吸附1的压力控制在0.01MPa，这样设立的变压吸附避免了两段法二氧化碳收率不高，同时55％浓度的解吸气不能利用大尴尬局面。投资也大大低于两段法变压吸附。而且操作比两段法简便，投资也更低。本专利技术的方法，氮气不在造气过程中补充，也不需要使用外能补充纯氮，而是利用碳化塔出口气补充氮气，大大节约了压缩功，而且保证了煤气压缩机的出力率。如果不设立本专利技术的富二氧化碳气二通入重碱煅烧炉正压保护，或不回收利用碳化塔尾气，一段法脱碳损失大于两段法的有效气损失，将更为不合理。富二氧化碳气二通入重碱煅烧炉正压保护煅烧引风过程，使引风过程不会吸入空气，从而克服了煅烧炉尾气含氧气不便利用的问题。富二氧化碳气二与重碱分解气混合，从煅烧炉引出，与富二氧化碳气一混合称为混合气，压缩到0.35～0.4MPa，进入联合碳化塔生产联碱，混合气在联碱碳化过程中二氧化碳被大部分吸收，排放的尾气大约在0.3MPa，尾气主要气体成分为二氧化碳28％，还有大量氮气、少量氢气与一氧化碳。碳化尾气有0.3MPa压力，二氧化碳浓度28％，采用变压吸附2把尾气中的二氧化碳分离提浓到90％以上而且不含氢气与一氧化碳，这个技术是常规技术。如果把二氧化碳净化到0.2％，解吸气二氧化碳浓度会只有50％左右，循环压缩到0.3MPa，消耗的能量会比较大，而且氢氮气回收率不够高，而把二氧化碳净
化浓度提高到5％左右，解吸气二氧化碳浓度可以达到90～95％，称为富二氧化碳气二，同时获得0.28MPa、二氧化碳浓度低于5％的贫二氧化碳尾气。5％浓度的贫二氧化碳尾气直接均压回变压吸附1装置会破坏吸附过程，因此继续使用变压吸附3分离，获得0.25MPa二氧化碳浓度低于0.2％的氮氢一氧化碳气称为回收气，把回收气均压送入变换气分离二氧化碳变压吸附1装置的某一个对应的均压步骤，这样就回收了变压吸附1装置损失的大部分氮气，从而避免了造气阶段补充氮气或则另外补充纯氮的过程。本专利技术合理利用了碳化塔出口排空气体的0.3MPa能量分离回收氮气，避免了能量浪费。损失的变压吸附3仍然有一部分0.01MPa的二氧化碳浓度25％左右的气体排入大气，该气体仍然可以压缩回收氮气与二氧化碳，但是需要压缩，不如直接排空比较合算。具体实施方式实施例1：某18万吨/年氨与50万吨联碱装置，10万标方/小时变换气1.6MPa变压吸附1抽空工艺分离二氧化碳，净化气二氧化碳浓度为0.15％，送氨合成系统。解吸气二氧化碳浓度93％。重碱煅烧炉由原来的负压引风改为富二氧化碳气二正压保护送风，二氧化碳浓度由原来的80％升高到95％以上，而且氧气含量小于0.2％。煅烧炉出口气体与变压吸附1装置解吸气混合，送联碱二氧化碳压缩机。二氧化碳压缩到0.35MPa送联碱碳化塔。碳化出口气体二氧化碳浓度33％，压力0.3MPa。把碳化出口气体送入变压吸附2装置，从出口获得二氧化碳5％浓度的氮氢一氧化碳气，氧气浓度低于0.3％。同时获得二氧化碳90％浓度的气体送重碱煅烧炉做正压保护气。从变压吸附2装置出来的二氧化碳5％浓度的氮氢一氧化碳气，压力为
0.28MPa，送入变压吸附3装置，获得出口浓度0.2％的氮氢气，氧气浓度低于0.4％，分两次均压进入变压吸附1装置的抽空后第一次均压升和第三次均压升。从变压吸附3装置流出的解吸气二氧化碳浓度大约27％，直接排放进入大气。实施例2：某28万吨/年氨与70万吨联碱装置，15万标方/小时变换气2.6MPa变压吸附1吹扫+回收工艺分离二氧化碳，净化气二氧化碳浓度为0.1％，送氨合成系统。解吸气二氧化碳浓度92％，解吸气压力0.005MPa，。重碱煅烧炉由原来的负压引风改为富二氧化碳气二正压保护送风，二氧化碳浓度由原来的70％升高到95％以上，而且氧气含量小于0.2％。煅烧炉出口气体与变压吸附1装置解吸气混合，送联碱二氧化碳压缩机。二氧化碳压缩到0.35MPa送联碱碳化塔。碳化出口气体二氧化碳浓度28％，压力0.3MPa。把碳化出口气体送入变压吸附2装置，从出口获得二氧化碳5％浓度的氮氢一氧化碳气，氧气浓度低于0.3％。同时获得二氧化碳90％浓度的气体送重碱煅烧炉做正压保护气。从变压吸附2装置出来的二氧化碳5％浓度的氮氢一氧化碳气，压力为0.28MPa，送入变压吸附3装置，获得出口浓度0.2％的氮氢气，氧气浓度低于0.4％，分两次均压进入变压吸附1装置的抽空后第一次均压升和第二次均压升。从变压吸附3装置流出的解吸气二氧化碳浓度大约27％，直接排放进入大气。实施例3：某9万吨/年氨与25万吨联碱装置，5.4万标方/小时变换气0.9MPa变压吸附1抽空工艺分离二氧化碳，净化气二氧化碳浓度为0.25％，送氨合成系统。解吸气二氧化碳浓度89％，解吸气压力0.005MPa，。重碱煅烧炉由原来的负压引风改为富二氧化碳气二正压保护送风，二氧化碳浓度由原来的70％升高
到95％以上，而且氧气含量小于0.2％。煅烧炉出口气体与变压吸附1装置解吸气混合，送联碱二氧化碳压缩机。二氧化碳压缩到0.35MPa送联碱碳化塔。碳化出口气体二氧化碳浓度27％，压力0.3MPa。把碳化出口气体送入变压吸附2装置，从出口获得二氧化碳5％浓度的氮氢一氧化碳气，氧气浓度低于0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用变换气生产合成氨与联碱的工艺，其特征在于，把变换气变压吸附1分离出来的二氧化碳气体浓度控制在90％～95％称为富二氧化碳气一，同时获得二氧化碳浓度低于0.2％的氨合成气用于生产合成氨，富二氧化碳气一中的氢气与一氧化碳浓度控制在0.5％以下其余为氮气，富二氧化碳气一出变压吸附1的压力控制在0.01MPa，富二氧化碳气二通入重碳煅烧炉正压保护煅烧引风过程，使引风过程不会吸入空气，从煅烧炉引出与富二氧化碳气一混合称为混合气，压缩到0.35～0.4MPa，进入联合碳化塔生产联碱，混合气在联碱碳化过程中二氧化碳被大部分吸收，排放的尾气大约在0.3MPa，尾气主要气体成分为二氧化碳28％，还有大量氮气、少量氢气与一氧化碳，采用变压吸附2把尾气中的二氧化碳分离提浓到90％以上而且不含氢气与一氧化碳，称为富二氧化碳气二，同时获得0.28MPa、二氧化碳浓度低于5％的贫二氧化碳尾气，贫二氧化碳尾气继续使用变压吸附3分离，获得0.25MPa二氧化碳浓度低于0.2％的氮氢一氧化碳气称为回收气，把回收气均压送入变换气分离二氧化碳变压吸附1装置，变压吸附3有一部分0.01MPa的二氧化碳浓度25％左右的气体排入大气，由此减少变换气变压吸附法1分离二氧化碳过程的氮气损失，联合碳化塔尾气的压力能也得到回收利用。...

【技术特征摘要】
1.一种利用变换气生产合成氨与联碱的工艺，其特征在于，把变换气变压吸附1分离出来的二氧化碳气体浓度控制在90％～95％称为富二氧化碳气一，同时获得二氧化碳浓度低于0.2％的氨合成气用于生产合成氨，富二氧化碳气一中的氢气与一氧化碳浓度控制在0.5％以下其余为氮气，富二氧化碳气一出变压吸附1的压力控制在0.01MPa，富二氧化碳气二通入重碳煅烧炉正压保护煅烧引风过程，使引风过程不会吸入空气，从煅烧炉引出与富二氧化碳气一混合称为混合气，压缩到0.35～0.4MPa，进入联合碳化塔生产联碱，混合气在联碱碳化过程中二氧化碳被大部分吸收，排放的尾气大约在0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨皓，宁平，曲思霖，刘定万，王巍，王娟芸，
申请(专利权)人：杨皓，
类型：发明
国别省市：四川;51