第五章脫碳經(jīng)變換后，原料氣中CO2含量18%-35%。危害：合成氨催化劑中毒精制過程帶來困難

CO2：生產(chǎn)尿素、碳酸氫銨、純堿等產(chǎn)品的原料要求：脫碳方法及其原理重點(diǎn)：熱鉀堿法N-甲基乙醇胺法碳酸丙烯酯法難點(diǎn)：工藝條件和流程布置脫碳的分類：濕法脫碳：干法脫碳：物理吸收法：范德華力化學(xué)吸收法：CO2的酸性特性與堿性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)一、物理吸收法選擇性較差、但能耗較化學(xué)法低。原理：利用CO2溶解到溶劑中的性質(zhì)分類：常溫吸收：低溫吸收：水、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二乙醚甲醇特點(diǎn)：沸點(diǎn)低、蒸汽壓大

方法特點(diǎn)：可脫除H2S、COS、CS2、RSH、CO2等凈化度高，H2S<0.1cm3/m3，CO2<10cm3/m3可選擇性脫除H2S，CO2甲醇熱穩(wěn)定性好，不降解，不起泡，不腐蝕設(shè)備有毒碳酸丙烯酯法吸收CO2、H2S和有機(jī)硫分子式:密度:C4H6O3沸點(diǎn):238.4℃（0.1MPa）1.198g/cm3（15.5℃）；冰點(diǎn)-48.89℃黏度2.09×10-3Pa·s比熱容1.40kJ/kg·℃(15.5℃)飽和蒸氣壓27.27Pa（34.7℃）對(duì)二氧化碳溶解熱14.65kJ/mol臨界參數(shù)臨界溫度523.11K，臨界壓力6.28MPa2、性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒，純的溶劑對(duì)碳鋼沒有腐蝕性，設(shè)備可用碳鋼材質(zhì)，設(shè)備造價(jià)低、投資省。1、對(duì)二氧化碳、硫化氫等酸性氣體有較大的溶解能力，而氫、氮、一氧化碳等氣體在其中的溶解度甚微。特點(diǎn)：碳酸丙烯酯對(duì)CO2吸收能力大，在相同條件下約為水的4倍。②化學(xué)性質(zhì)水解性：C3H6CO3＋2H2O=C3H6(OH)2＋H2CO3（1，2-丙二醇）

C3H6CO3→H2O＋CO2↑

a.溶解含水量越多，溶劑被水解的量也多。b.溫度升高，能加快水解速度，增加碳丙液水解量。c.在酸性介質(zhì)中，水解速度加快。壓力：

碳酸丙烯酯吸收二氧化碳的吸收能力與壓力成正比工藝條件溫度：

溫度升高，CO2、H2S等在溶液中的溶解度下降對(duì)吸收不利。

低溫有利入吸收塔變換氣溫度:35℃入吸收塔貧液溫度:38℃（吸收CO2放熱）工藝過程吸收閃蒸氣提回收（2）聚乙二醇二甲醚（簡(jiǎn)稱NHD）CH3-O-C2H4O-CH3分子結(jié)構(gòu):主要優(yōu)點(diǎn)：對(duì)H2S、CS2等有較高的吸收能力能脫除CO2能選擇吸收H2S能同時(shí)脫除水溶劑本身穩(wěn)定，無(wú)毒性，不污染環(huán)境。（3）N–甲基吡咯烷酮（簡(jiǎn)稱Purisol）（4）甲醇甲醇在-70～-30℃的低溫條件下，能同時(shí)脫除氣體中的H2S、COS、CS2、RSH、C4H4S、CO2、HCN以及石蠟烴、粗汽油等雜質(zhì)，還可同時(shí)吸收水份。

2.吸收的基本原理（1）吸收速率（2）二氧化碳的吸收飽和度在脫碳塔底部的碳酸丙烯酯富液中二氧化碳的濃度（CCO2）與達(dá)到相平衡時(shí)的濃度（CCO2*

）之比稱為二氧化碳的吸收飽和度（Φ）。一般Φ為75%~90％

（3）溶劑貧度（α）：指再生溶劑（貧液）中二氧化碳的含量。一般溶劑貧度應(yīng)控制在0.1～0.2m3CO2/m3溶劑。

（4）吸收氣液比的選擇單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)脫碳塔的原料氣體積與進(jìn)塔的貧液體積之比，m3/m3。（5）碳酸丙烯酯的解吸閃蒸解吸、常壓解吸和氣提解吸

氣提3.脫碳工段工藝流程（1）碳酸丙烯酯脫碳流程1、熱的鉀堿法吸收反應(yīng)原理吸收速度慢加速吸收提溫腐蝕防腐劑減少腐蝕活化劑活化劑：二乙醇胺防腐劑：偏釩酸鹽利用溶劑與CO2反應(yīng)的性質(zhì)二、化學(xué)吸收法①吸收硫化氫②吸收硫氧化碳和二硫化碳

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

再生程度用再生度（ic）表示:吸收溶液的再生吸收程度用轉(zhuǎn)化度(Fc)表示:工藝流程

其中最簡(jiǎn)單的是一段吸收、一段再生流程低變氣CO2氣脫碳?xì)馕账偕ν钙嚼淠骼淠髟俜衅髁鞒烫攸c(diǎn)：節(jié)省熱量速度快

凈化度高

二段吸收、二段再生流程：本菲爾特法脫碳工藝流程操作條件的選擇（A）碳酸鉀濃度:提高濃度有利吸收，上線濃度為結(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%

（1）溶液的組成: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增加溶液吸收能力減少溶液循環(huán)量（2）吸收壓力：提高吸收壓力：提升溫度加快反應(yīng)速率（3）吸收溫度：凈化度降低二段：100-110℃，一段：65-80℃再生塔頂水氣比：塔底溶液再生時(shí)，水氣比大，CO2分壓越小，再生徹底，但水汽多能耗增加，一般1.8～2.2，得到較滿意再生效果，再沸器耗熱不致太大。再生工藝條件：溶液的轉(zhuǎn)化度：貧液0.15～0.25；半貧液0.35～0.45再生溫度及壓力：再生溫度取決于壓力，壓力略高于大氣壓，在此壓力溶液沸點(diǎn)下操作。特點(diǎn)：能耗低、腐蝕性小、溶劑蒸汽壓低、再生時(shí)損失少2、MDEA法脫碳

吸收劑:N-甲基二乙醇胺活化劑:哌嗪、醇胺

MDEA法脫碳工藝條件：

①

溶液的組成

N-甲基二乙醇胺濃度：50%

活化劑濃度：3%

②

吸收溫度一般50-55℃

溫度低，凈化度高M(jìn)DEA法工藝流程：利用空隙率極大的固體吸附劑在高壓低溫條件下，選擇性吸收氣體中的某種或某幾種氣體，再將所吸附的氣體在減壓或升溫條件下，解吸出來的脫碳方法。第二節(jié)干法脫碳常見的方法：變壓吸附和變溫吸附。定義：一、吸附的基本概念和吸附劑

1.吸附：當(dāng)氣體分子運(yùn)動(dòng)到固體表面上時(shí)，由于固體表面原子剩余引力的作用，氣體中的一些分子便會(huì)暫時(shí)停留在固體表面上，這些分子在固體表面上的濃度增大現(xiàn)象稱為氣體分子在固體表面上的吸附。

解吸或脫附：固體表面上被吸附的分子返回氣體相的過程。

吸附相：被吸附的氣體分子在固體表面上形成的吸附層。吸附相密度比一般氣體的密度大得多。第二節(jié)干法脫碳

化學(xué)吸附：如沸石吸附乙烯

物理吸附：如變壓吸附吸附劑:吸附物質(zhì)的固體;吸附質(zhì):被吸附的物質(zhì);吸附熱:伴隨吸附過程所釋放的熱量;解吸熱:解吸過程所吸收的熱量第二節(jié)干法脫碳吸附的分類：2.吸附劑（1）種類：

硅膠、活性氧化鋁、活性炭、沸石分子篩第二節(jié)干法脫碳（2）物理性質(zhì)：①孔容（VP）②比表面積③孔徑與孔徑