1.7MPa 碳丙脱碳装置运行小结赵天福（伟洪吉宇化工有限责任公司，云南 泸西 652400） 2008-11-10碳酸丙烯酯脱除合成氨原料气中CO工艺是原化工部第四设计院在20世纪90年代初为4万t/a小型尿素2 装置配套设计的合成氨脱碳工艺。该工艺具有投资省、流程简单、运行稳定、碳丙再生不需加热、吸收剂 无毒腐蚀性、产品CO能满足尿素生产等优点，在脱除合成氨原料气CO工艺中被广泛采用。云南省泸西县22伟宏吉宇化工有限公司1993年投产的1.7MPa, （p 2400 mm脱碳装置亦由原化工部第四设计院设计，其合成 氨装置设计规模为2.5万t/a,后通过2次技术改造，生产能力达到6万t/a。2005年公司新增7万t/a合成氨装置，通过对各种脱碳工艺的调研、比较，决定脱碳装置仍选用碳酸丙烯酯法。该装置于2006年6月投入生产，通过1年多的运行，取得了较为理想的运行效果。1 工艺流程来自压缩机三段出口的1.7 MPa，35C，含CO体积分数为26%28%的变脱气，经系统前气水分2离器、氧化铁脱硫槽、气水分离器从脱碳塔底部进入，在塔中部与顶部下行的W35 C的PC液在填料层中 逆流接触，气体中的CO被碳丙液吸收后从塔顶出来，含有少量CO的H和N混合气，经碳丙捕集器、净化2 2 2 2 气洗涤塔、气水分离器送往压缩机四段进口。从脱碳塔底部出来的吸收了 CO的碳丙液经减压至0.8 MPa进入闪蒸槽（一级），碳丙液中大部分2H、N气及一部分CO气被解吸出来，闪蒸气（其中H体积分数为32%，N体积分数为15%，CO体积分数2 2 2 2 2 2为47% ）送往碳化工段副产碳铵后回压缩机一段进口。碳丙液由一级闪蒸槽底部出来减压至0.4 MPa进入二级闪蒸槽，闪蒸气由顶部出来经洗涤后放空，碳丙液由底部出来减压后进入常解塔的常解段、真解段、 气提段，由气提段出来的碳丙液经脱碳泵、碳丙冷却器由顶部进入脱碳塔，如此循环。真解气由罗茨风机出口与常解气混合进入洗涤塔上段，回收碳丙后由洗涤塔顶部出来经气水分离送 往CO压缩机一段进口。气提气由气提风机抽出进入洗涤塔下段回收碳丙后放空。2 脱盐水由柱塞泵加压后进入净化气洗涤塔顶部，底部出来的洗涤液减压后进入闪蒸气洗涤塔顶部， 底部出来的洗涤液经减压后进入常解气、真解气、气提气洗涤塔，洗涤液经循环泵循环吸收达PC含量8% 10%时补入系统使用。2 主要设备碳丙脱碳装置主要设备见表1。表1碳丙脱碳装置主要设备序号名称规格型号数战/台1脱碳塔02 800 x 33 500 rnmI2常解塔护 000 x 38 500 mm13闪蒸槽(二闪200 x J1 5()0 mm4闪蒸槽(一闪)000 x 9 000 mm15净化气洗涤塔由!4 00(1 x 105 000 mni16常解气、真解气、 气提气洗涤塔d2 000 x 21 000 mm17闪蒸气洗涤塔0! 600 x 8 (XX) mm18脱碳泉Q =450 m7hJ/=240 m39气提风机() = 10 500 n)7h JO kPa210罗茨风机p=49 mVmin,49 kPa23 工艺配置通过对各种填料的计算比较，在脱碳塔内用申50 mm塑料海尔环与申50 mm塑料阶梯环板波纹规整 填料组合，装填总高度18 m,分3段。常解塔常解段、真解段、气提段用申50mm海尔环和规整填料组合, 两塔每段填料上方均设置改进型气液分布器。闪蒸槽内采用筛板塔盘，设置8层，各洗涤塔内均采用新型 径向侧导喷射循环吸收塔盘。为防止各气体夹带碳丙雾沫，在各相关设备内设置了内置式雾沫分离段。分离段用丝网、海尔环和 规整填料组合，使用效果较好，各种气体均未发现夹带雾沫，从而减少了碳丙液的损失。4 装置优势(1) 碳酸丙烯酯吸收co2气体为液膜控制的物理吸收过程，传质系数决定于碳酸丙烯酯的喷淋密度, 即大的喷淋密度和最佳气速的吸收过程(温度、压力一定)。(2) 由于塔截面上的气体、液体的最初分布及再分布是造成塔截面上不均匀传质的主要原因，从 而对分布装置提出了很高的要求。分布器与填料的匹配设计是保证规整填料高效率运行的必要条件。脱碳 塔和常解塔塔内结构及分布器的特殊设计充分发挥了填料及塔的效率，是两塔成功设计的重要因素。(3) 规整填料与散堆填料组合使用，两者优势互补，使脱碳气实现高净化度，再生后的碳丙液贫 度也较好，这也是本工艺设计成功的重要因素。(4) 塔内相关位置设置内置式雾沫分离器，除沫效果好，降低了碳丙回收负荷，碳丙液消耗大幅 度降低。(5) 净化气洗涤塔、闪蒸气洗涤塔、常解气、真解气、气提气洗涤塔内件采用径向侧导喷射新型 塔盘。该塔盘是在新型垂直筛板基础上新开发的一种高效塔板，具有传质效率高、处理能力大、操作弹性 大、抗堵塞能力强、不易带液、检修方便等特点，非常适合尾气回收中液量小、气速大、分离难度大的场 合。生产运行表明其气体净化程度高，回收碳丙液效果非常好。5 运行效果该装置于2006年6月建成投产，取得了较理想的运行效果。(1) 合成氨装置设计生产能力为7万t/a,开工运行后氨产量为300 t/d (通过H8 36/314压 缩机18机)。2006年11月通过H8 36 / 314压缩机21机，氨产量为345 t / d，按每年运行320天计， 氨产量将达到320X345 = 110400t / a。(2) 电耗低，夏季吨氨电耗W105 kWh。(3) 净化度高，冬季净化气中CO体积分数W0.2%，夏季CO体积分数W0.4%。22(4) 产品CO体积分数98.5%。2(5) 碳丙消耗低，夏季碳丙消耗W0.5kg/tNH。3(6) 由于脱碳塔、常解塔、闪蒸槽出口气体几乎无碳丙雾沫夹带，各洗涤塔回收率高，所以稀液 无过剩，避免了环境污染。装置投运1年多来一直保持稳定运行，从未因脱碳工段影响全厂生产。6 结语(1) 1.7 MPa碳丙脱碳装置的成功运行，表明其具有投资省、生产能力大、运行稳定、碳丙消耗 低、尾气净化度高、电耗低、易操作管理、安全、无环境污染等特点。因此，碳酸丙烯酯脱除合成氨原料 气中CO的工艺有着良好的发展前景。2(2) 如果该装置再配置能量回收机组，电耗还会进一步降低。