《氧化碳的脫碳》PPT課件

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1、第五章二氧化碳的脫碳要求：脫碳方法及其原理重點(diǎn)：熱鉀堿法和NHD法難點(diǎn)：工藝條件和流程布置不同原料和制氣方法需脫除的CO2的量脫碳目的一、各種脫碳方法脫碳化學(xué)吸收法物理吸收法MDEA有機(jī)胺濃氨水加壓水洗法（水）低溫甲醇洗滌法（甲醇）Fluor法（碳酸丙烯酯）Selexol法（聚乙二醇二甲醚NHD）Purisol法(N－甲基吡咯烷酮)變壓吸附法對(duì)設(shè)備要求高中型廠用的較多苯菲爾法DEA不起泡碳酸鉀+二乙醇胺N甲基二乙醇胺循環(huán)吸收吸收與生產(chǎn)產(chǎn)品二、物理吸收和化學(xué)吸收脫碳的基本原理物理吸收和化學(xué)吸收的根

2、本不同點(diǎn)在于吸收劑與氣體溶質(zhì)的分子間的力不同。物理吸收中的各分子間為范德華引力，而化學(xué)吸收中為化學(xué)鍵力，這二者的區(qū)別構(gòu)成它們?cè)谖掌胶饩€、熱效應(yīng)、溫度對(duì)吸收的影響以及吸收選擇性等方面的不同。三、脫碳方法的選擇以氨加工的品種二氧化碳的需求選擇以碳化氣的最終凈化方法選擇以全廠能耗選擇四、脫碳原則流程吸收液制備吸收系統(tǒng)溶液再生原料氣碳化氣熱源再生氣第二節(jié)化學(xué)吸收法2．碳化過(guò)程首先，二氧化碳從氣相溶解于液相：CO2(氣)=CO2(液)游離氨的碳化1．吸氨過(guò)程N(yùn)H3(氣)十H2O(液)＝NH3.H2O(溶液

3、)一、氨水中和聯(lián)產(chǎn)碳銨法3、氨基甲酸銨水解形成碳酸氫銨或碳酸銨原理：CO2+NH3+H2O=NH4HCO3結(jié)論：反應(yīng)速率受液相總?cè)莘e水解反應(yīng)所限制，反應(yīng)器選擇儲(chǔ)液量較大的鼓泡塔，且用冷卻水箱將反應(yīng)熱及時(shí)移出。碳化生產(chǎn)物料流向圖：碳酸氫銨結(jié)晶回收氨軟水碳化塔產(chǎn)品NH4HCO3變換氣供CO2原料氣帶走少量CO2NH3稀氨水濃氨水氣氨離心冷卻水熱量移出碳化生產(chǎn)過(guò)程中的傳質(zhì)和傳熱碳化塔內(nèi)二氧化碳的吸收碳化塔內(nèi)碳酸氫銨的結(jié)晶吸氨與碳化過(guò)程均會(huì)放出大量的反應(yīng)熱，應(yīng)及時(shí)移走，否則不利于氨與二氧化碳的吸收，且有礙

4、于碳酸氫銨的結(jié)晶。工藝條件的確定溫度氨水濃度出口二氧化碳含量液位稀氨水濃氨水主塔備塔副塔回清塔軟水氣氨離心崗位變換氣吸收崗位工藝流程稀氨水碳化氣氣氨二、熱碳酸鉀法脫碳p1441、發(fā)展：吸收速度慢加速吸收提溫腐蝕加入防腐劑減少腐蝕活化劑各種改良熱鉀堿法脫碳(1)化學(xué)反應(yīng)碳酸鉀水溶液與二氧化碳的反應(yīng)如下：常溫下反應(yīng)速率較慢，提溫度到120～130℃，即可提高碳酸鉀溶液的濃度，又可以得到較快的反應(yīng)速率。但在該溫度下碳酸鉀溶液對(duì)碳鋼設(shè)備有極強(qiáng)的腐蝕性。2．基本原理(a)加入活化劑DEA（2,2—二羥基二乙

5、胺)加入DEA改變機(jī)理，反應(yīng)速度提高10-100倍。K2CO3=2K++CO3-2R2NH+CO2=R2NCOOHR2NCOOH=R2NCOO-+H+R2NCOO-+H2O=R2NH+COO-H++CO3-2=HCO3-K++HCO3-=K2HCO3①吸收硫化氫硫化氫是酸性氣體，和碳酸鉀產(chǎn)生下列反應(yīng)：②吸收硫氧化碳和二硫化碳溶液與硫氧化碳和二硫化碳的反應(yīng)是：第一步硫化物在熱的碳酸鉀水溶液中水解生成硫化氫；第二步水解生成的硫化氫與碳酸鉀反應(yīng)。(b)碳酸鉀溶液對(duì)氣體中其他組分的吸收③吸收硫醇和氰化氫④

6、對(duì)烴類的吸收烴類不與碳酸鉀溶液進(jìn)行反應(yīng)，但某些烴類可使溶液中的有機(jī)胺類降解，而有些低級(jí)烴類在吸收過(guò)程中可被溶液冷凝，進(jìn)入液相后將導(dǎo)致溶液起泡。(c)溶液的再生再生反應(yīng)為：加熱有利于碳酸氫鉀的分解，再生壓力越低對(duì)再生越有利。再生溫度為該壓力下溶液的沸點(diǎn)。3工藝條件(1).溶液的組成(A)碳酸鉀的濃度:提高濃度有利吸收，上線溫度為結(jié)晶的溶解度。27-30%（B）活化劑的含量:在改良熱鉀堿法中，活化劑DEA的含量約為2.5～5％。（C）緩蝕劑含量：偏釩酸鹽，總釩含量0.8%（D）消泡劑：硅酮、硅醚類(2

7、)吸收壓力提高吸收壓力增加吸收的推動(dòng)力，減少吸收設(shè)備尺寸、提高氣體凈化度，也增加溶液吸收能力，減少溶液循環(huán)量。以天然氣為原料流程，壓力為2.7～2.8MPa以煤為原料，吸收壓力多為1.8~2.0MPa。(3)吸收溫度：溫度對(duì)碳酸鉀溶液上方的二氧化碳的分壓有影響，T高，K加大，但吸收推動(dòng)力減小。(4)溶液的轉(zhuǎn)化度：再生好壞的標(biāo)志（5）再生溫度和再生壓力（6）再生塔頂水氣比4．工藝流程(1)流程的選擇用碳酸鉀溶液脫除二氧化碳的流程可有幾種組合，其中最簡(jiǎn)單的是一段吸收、一段再生流程。一段吸收、一段再生

8、流程低變氣CO2氣脫碳?xì)馕账账偕ν钙嚼淠骼淠髟俜衅鞫挝?、二段再生流程流程特點(diǎn)：節(jié)省蒸汽凈化度高熱鉀堿法脫碳流程吸收塔和再生塔型式：填充塔和篩板塔。特點(diǎn)：填充塔生產(chǎn)強(qiáng)度較低，填料體積龐大，操作穩(wěn)定、可靠，尤其在用碳酸鉀溶液吸收二氧化碳的操作中，對(duì)填充塔有成熟的設(shè)計(jì)和操作經(jīng)驗(yàn)。大多數(shù)廠的吸收塔和再生塔都用填充塔，只有少數(shù)廠采用篩板塔。５．主要設(shè)備：吸收塔和再生塔(1)吸收塔吸收塔是加壓設(shè)備。采用兩段吸收，進(jìn)入上塔的溶液量?jī)H為整個(gè)溶液量的四分之一到五分之一，同時(shí)氣體