本发明专利技术涉及一种变换气变压吸附与氨水后净化联合脱碳的工艺，整套合成氨装置，有部分变换气进入碳化设备生产碳铵，碳化出口二氧化碳浓度控制在0.1~0.2%；部分变换气进入变压吸附装置脱碳，出口二氧化碳浓度控制在1.1~5.0%，称为一级脱碳气，一级脱碳气送到专门设立1‑2个无硫稀氨水塔继续净化二氧化碳，最后一个稀氨水塔出口气体二氧化碳浓度控制在0.1~0.2%，称为净化气，最后一个无硫稀氨水塔氨水进口浓度控制在30~50滴度，氨水每8小时更换20~30%，氨水温度控制在35℃以下，无硫氨水塔出口气体与碳化设备的固定付塔出口气混合进入回收清洗塔，无硫碳化氨水送变换气碳化过程使用。
【技术实现步骤摘要】
一种变换气变压吸附与氨水后净化联合脱碳的工艺
本专利技术涉及化工与环保领域，是一种有效降低生产能耗与降低原料消耗的方法。
技术介绍
1、对于有碳化设备的合成氨生产装置，建设之初，变换气全部通过碳化设备脱除二氧化碳，二氧化碳净化气浓度控制指标为0.1~0.2%。由于单纯生产碳酸氢铵影响企业销售，通常会把部分变换气使用变压吸附方法脱除二氧化碳，由此生产一部分商品液氨，通常变压吸附装置出口气体中二氧化碳浓度控制指标为0.1~0.2%。2、变压吸附脱碳出口浓度控制在0.1~0.2%，采用一段变压吸附装置，再生气二氧化碳浓度一般可以达到85~89%时装置的建设成本比较低，变压吸附净化气与碳化净化气直接混合送入后工段。脱碳装置氢氮气损失大约为进变压吸附装置变换气的3.4~4.9%。3、变压吸附脱碳出口浓度可以控制在0.8~1.0%，采用一段变压吸附装置，再生气二氧化碳浓度一般可以达到91~92%时装置的建设成本比较低。脱碳装置氢氮气损失大约为进变压吸附装置变换气的2.4~2.7%。对于有联醇的合成氨厂，变压吸附净化气与碳化净化气直接混合送入后工段。对于没有联醇的合成氨厂，变压吸附净化气不能直接与碳化净化气混合直接送后工段，而是把变压吸附净化气与碳化付塔出口气混合进入固定付塔。由于碳化付塔尾气净化的需要，固定付塔氨水进口浓度控制在20~30滴度，固定付塔底部氨水浓度达到100滴度，因此，把混合气从固定付塔鼓泡段带出的氨气比没有变压吸附净化气混合的时候从固定付塔带出的氨气多太多，导致回收塔稀氨水过剩严重，无法达到稀氨水0排放要求。夏天温度高于35℃时，稀氨水过剩量更大。4、变压吸附脱碳出口浓度可以控制在4~5%，采用一段变压吸附装置，再生气二氧化碳浓度一般可以达到94~95%时装置的建设成本比较经济。脱碳装置氢氮气损失大约为原料气的1.3~1.6%。变压吸附净化气不能直接与碳化净化气混合直接送后工段，而是把变压吸附净化气与碳化主塔出口气混合进入碳化付塔。把混合气从付塔带出的氨气比没有变压吸附净化气混合的时候从付塔带出的氨气多太多，从固定付塔带出的氨气量也就大，导致回收塔稀氨水过剩严重，无法达到稀氨水0排放要求。夏天温度高于35℃时，稀氨水过剩量更大。变换气15000NM3/H，变压吸附出口二氧化碳0.1~0.2%，投资为100%，真空泵电耗为100%，平均气体损失为4%计算。变压吸附出口二氧化碳0.8~1.0%，投资为80%，真空泵电耗为80%，平均气体损失为3.2%，变压吸附出口二氧化碳1.8~2.0%，投资为70%，平均气体损失为2.4%，真空泵电耗为70%，变压吸附出口二氧化碳4~5%，投资为60%，真空泵电耗为60%，平均气体损失为1.5%。
技术实现思路
为了减少变压吸附气体损失，降低变压吸附电耗，同时减少稀氨水生成量，实现稀氨水0排放，通过合理地利用变压吸附脱碳设备出口气与碳化主副塔出口气特性不同的特点，本专利技术人专利技术了一种变换气变压吸附与氨水后净化联合脱碳的工艺。其特征在于，有变换气碳化设备的合成氨生产装置，整套合成氨装置，有部分变换气进入碳化设备生产碳铵，碳化固定付塔出口二氧化碳浓度控制在0.1~0.2%（联醇控制在0.8~1.0%）称为碳化气；部分变换气进入变压吸附装置脱碳，出口二氧化碳浓度控制在1.1~5.0%，称为一级脱碳气，一级脱碳气送到专门设立1-2个无硫稀氨水塔继续净化二氧化碳，最后一个稀氨水塔出口气体二氧化碳浓度控制在0.1~0.2%（联醇控制在0.8~1.0%），称为净化气，最后一个无硫稀氨水塔氨水进口浓度控制在30~50滴度，氨水每8小时更换20~30%，氨水温度控制在35℃以下，无硫氨水塔出口净化气与碳化设备的固定付塔出口碳化气混合进入回收清洗塔，无硫碳化氨水送变换气碳化过程使用。将变压吸附出口气送入专门设立的无硫氨水塔净化，与等量的变换气经过变压吸附装置后直接送碳化付塔或固定付塔相比，回收清洗塔所需要送碳化设备氨水减少很多，由此可以实现稀氨水减少外送或外排量，基本实现稀氨水0排放。具体实施方式实施例1：某6万吨/年合成氨装置，0.8MPa压力，合计3.6万标方/小时变换气，2.1万标方/小时变换气送碳化主塔，碳化主塔出口二氧化碳浓度5~8%送入付塔，付塔出口二氧化碳浓度0.8~1.0%送入固定付塔，固定付塔出口二氧化碳浓度0.1%送回收清洗塔。1.5万标方/小时变换气送变压吸附，净化气二氧化碳浓度为1.1%，净化气送入新设立的无硫氨水净化塔，出口气体二氧化碳浓度达到0.1%，无硫氨水为30~50滴度，每8小时更换20~30%，更换的无硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。无硫氨水净化塔出口气体与碳化设备的固定付塔出口气混合，送碳化设备的回收清洗塔。与变压吸附出口二氧化碳浓度直接控制在0.1%相比，真空泵电耗降低132kw，氢氮气气体损失减少375NM3/H。无硫氨水塔氨水泵电耗平均为0.4kw。与变压吸附出口气1.1%直接进入固定付塔相比，回收清洗塔稀氨水减少40%，稀氨水基本实现0排放。实施例2：某6万吨/年合成氨装置，1.3MPa压力，合计3.6万标方/小时变换气，2.1万标方/小时变换气送碳化主塔，碳化主塔出口二氧化碳浓度5~8%送入付塔，付塔出口二氧化碳浓度0.8~1.0%送入固定付塔，固定付塔出口二氧化碳浓度0.1%送回收清洗塔。1.5万标方/小时变换气送变压吸附，净化气二氧化碳浓度为3.0%，净化气送入新设立的2个无硫氨水净化塔，出口气体二氧化碳浓度达到0.1%，第1个塔无硫氨水为80~100滴度，每8小时更换20~30%，更换的无硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。第2个塔无硫氨水为30~50滴度，每8小时更换20~30%，两个塔更换的无硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。第2个无硫氨水净化塔出口气体与碳化设备的固定付塔出口气混合，送碳化设备的回收清洗塔。与变压吸附出口二氧化碳浓度直接控制在0.1%相比，真空泵电耗降低264kw，氢氮气气体损失减少495NM3/H。两个无硫氨水塔氨水泵电耗平均为1.8kw。与变压吸附出口气3%直接进入付塔相比，回收清洗塔稀氨水减少40%，稀氨水基本实现0排放。实施例3：某8万吨/年合成氨装置，0.8MPa压力，合计4.8万标方/小时变换气，3.3万标方/小时变换气送碳化主塔，碳化主塔出口二氧化碳浓度5~8%送入付塔，付塔出口二氧化碳浓度0.8~1.0%送入固定付塔，固定付塔出口二氧化碳浓度0.1%送回收清洗塔。1.5万标方/小时变换气送变压吸附，净化气二氧化碳浓度为4.5%，净化气送入新设立的2个无硫氨水净化塔，出口气体二氧化碳浓度达到0.1%，第1个塔无硫氨水为80~100滴度，每8小时更换20~30%，更换的无硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。第2个塔无硫氨水为30~50滴度，每8小时更换20~30%，两个塔更换的无硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。第2个无硫氨水净化塔出口气体与碳化设备的固定付塔出口气混合，送碳化设备的回收清洗塔。与变压吸附出口二氧化碳浓度直接控制在0.1%相比，真空泵电耗降低264kw，氢氮气气体损失减少495NM3/H。两个无硫氨水塔氨水泵电耗平均为2.8kw。与变压吸附出口气4.5%直接进入付塔相比，回收清洗塔稀氨水减少40%，稀氨水基本实现0排放本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变换气变压吸附与氨水后净化联合脱碳的工艺，其特征在于，整套合成氨装置，有部分变换气进入碳化设备生产碳铵，碳化出口二氧化碳浓度控制在0.1~0.2%；部分变换气进入变压吸附装置脱碳，出口二氧化碳浓度控制在1.1~5.0%，称为一级脱碳气，一级脱碳气送到专门设立1‑2个无硫稀氨水塔继续净化二氧化碳，最后一个稀氨水塔出口气体二氧化碳浓度控制在0.1~0.2%，称为净化气，最后一个无硫稀氨水塔氨水进口浓度控制在30~50滴度，氨水每8小时更换20~30%，氨水温度控制在35℃以下，无硫氨水塔出口气体与碳化设备的固定付塔出口气混合进入回收清洗塔，无硫碳化氨水送变换气碳化过程使用。
【技术特征摘要】
1.一种变换气变压吸附与氨水后净化联合脱碳的工艺，其特征在于，整套合成氨装置，有部分变换气进入碳化设备生产碳铵，碳化出口二氧化碳浓度控制在0.1~0.2%；部分变换气进入变压吸附装置脱碳，出口二氧化碳浓度控制在1.1~5.0%，称为一级脱碳气，一级脱碳气送到专门设立1-2个无硫稀氨水塔继续净...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨皓，曲思霖，宁平，
申请(专利权)人：杨皓，
类型：发明
国别省市：四川,51
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