尾氣吸收

1、變壓吸附法回收醋酸尾氣工藝1、前言在醋酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣，由于分離回收技術(shù)的限制，目前多數(shù)都作放空處理。醋酸尾氣中含有大量的CO，根據(jù)各家生產(chǎn)情況的不同而略有變化，比較常見(jiàn)的組成如表1所示，對(duì)一套年產(chǎn)醋酸10萬(wàn)t的醋酸裝置，尾氣CO氣量約為1500~2000Nm3h。CO是醋酸生產(chǎn)的基本原料，大量的CO放空，既浪費(fèi)了能源，增加了醋酸生產(chǎn)成本，又污染了環(huán)境。各醋酸生產(chǎn)廠家迫切需要尋找一種簡(jiǎn)單高效的回收醋酸尾氣的工藝。表1醋酸尾氣的組成

2、組成COCO2N2H2CH4CH3ICH3OH含量，mol%60~856~154~75~151~30.004~0.080.1~0.6對(duì)氣體的分離和提純，工業(yè)上有許多廣泛應(yīng)用的成熟的技術(shù)可供選擇。但由于醋酸尾氣氣量不是很大，而氣體組成的變化范圍又比較寬，同時(shí)因含有腐蝕性極強(qiáng)的碘甲烷，對(duì)設(shè)備的防腐要求也很高。由于醋酸尾氣的這些特點(diǎn)，許多常用的氣體分離提純方法的應(yīng)用受到了限制，醋酸尾氣的回收方法一直成為人們研究的一個(gè)課題。本文對(duì)目前常用的分離

3、提純CO技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。特別介紹了第一套變壓吸附法回收醋酸尾氣工業(yè)裝置的工藝流程和運(yùn)行情況。實(shí)踐證明，變壓吸附法回收醋酸尾氣，是目前所能選擇的較佳的一種工藝，值得進(jìn)一步推廣。2、常用分離提純CO的工藝2.1分離提純CO的工藝種類(lèi)作為羰基合成的基礎(chǔ)原料氣，CO的分離提純一直是人們研究的一個(gè)課題。目前已經(jīng)工業(yè)化或正在試驗(yàn)研究的提純CO的技術(shù)種類(lèi)有：有機(jī)產(chǎn)品分解法、深冷分離法、PSA—CO法(又分為PSA——CO一段法和PSA—CO二

4、段法)、Cosb法。2.2有機(jī)產(chǎn)品分解法采用甲酰胺分解、甲酸分解等有機(jī)產(chǎn)品分解法，可制取高純度的CO，但這類(lèi)方法成本高，只適合實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模用量及生產(chǎn)少量高純度CO時(shí)使用。2.3深冷分離法該法是利用氣體組分[wiki]沸點(diǎn)[wiki]的差異，通過(guò)低溫精餾來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離。為了防止各種雜質(zhì)組分在低溫下固化，堵塞管道，深冷法分離CO需要十分復(fù)雜的預(yù)處理系統(tǒng)，同時(shí)，由于N2和CO的沸點(diǎn)相近，對(duì)含有N2的原料氣，不易得到純凈的CO產(chǎn)品。深冷

5、法的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，裝置投資大，操作費(fèi)用高。2.4Cosb法該法是70年代初由美國(guó)Tenneco公司開(kāi)發(fā)成功的溶液吸收分離法，一度比較流行，它是利用絡(luò)合物吸收溶劑選擇吸收CO，再經(jīng)加熱解吸獲得CO產(chǎn)品氣。由于原料氣中的H2O、硫化物、氨等組分會(huì)與絡(luò)合溶劑產(chǎn)生副反應(yīng)，使絡(luò)合劑吸收能力下降甚至失效，此法對(duì)原料氣的凈化要求十分嚴(yán)格(其中：要求H2O＜l106，硫化物＜1106，O2＜l106)，對(duì)炔及不飽和烴的要求也十分苛刻，需要復(fù)雜的預(yù)處理

6、系統(tǒng)。由于加熱解吸出的CO氣中帶甲苯蒸汽和氯離子，因此還要增設(shè)后處理工序。該方法設(shè)備投資也比較大，操作費(fèi)用高且存在環(huán)境污染問(wèn)題。2.5變壓吸附法(PSA法)變壓吸附氣體分離技術(shù)已廣泛用于H2、N2、O2、CO2、CH4、CO等氣體的分離提純。該法是利用固體吸附劑在一定壓力下對(duì)不同氣體具有選擇吸附的特性實(shí)現(xiàn)氣體的分離。變降低。該技術(shù)在工業(yè)裝置上運(yùn)行。由于變壓吸附二段法具有以上優(yōu)點(diǎn)、所以推廣非常迅速，表2列出了國(guó)內(nèi)采用變壓吸附二段法提純CO

7、的部分廠家。表2國(guó)內(nèi)已建成的部分變壓吸附分離CO裝置序號(hào)產(chǎn)品規(guī)模，Nm3h建設(shè)地點(diǎn)氣源產(chǎn)品CO用途1500山東淄博有機(jī)胺廠半水煤氣DMF(與從美國(guó)引進(jìn)裝置配套)22500浙江江山[wiki]化工[wiki]總廠半水煤氣DMF(與從美國(guó)引進(jìn)裝置配套)31500山東肥城阿斯德化工公司水煤氣、半水煤氣甲酸(與從美國(guó)引進(jìn)裝置配套)4500安徽淮南化工總廠銅洗再生氣DMF(與從美國(guó)引進(jìn)裝置配套)51000河北滄州化肥廠水煤氣TDI(與從美國(guó)引進(jìn)裝

8、置配套)6100山東魯南化肥廠德士古煤氣甲酸甲酯3、變壓吸附回收醋酸尾氣工藝3.1回收醋酸尾氣工藝流程由于醋酸尾氣中含有腐蝕性很強(qiáng)的碘甲烷所以必須預(yù)先脫除碘甲烷，以降低后續(xù)工段設(shè)備投資，脫除碘甲烷后的原料氣進(jìn)入變壓吸附裝置提純CO，具體流程如圖2所示。原料氣在0.6MPa的壓力下首先進(jìn)人預(yù)處理裝置、脫除碘甲烷、甲醇等有害雜質(zhì)，再進(jìn)入PSA1工序，原料氣中的弱吸附組分如H2、CO、N2等從吸附塔的上端流出，得到半成品氣，送入PSA2提純C

9、O；強(qiáng)吸附組分如CO2、H2O等被吸附在吸附劑上，并隨降壓和沖洗過(guò)程從吸附劑上解吸出來(lái)，吸附劑得到再生、用于下一個(gè)循環(huán)。半成品氣進(jìn)入PSA—2工序后，CO在半成品氣中屬于最強(qiáng)吸附組分、首先被吸附在吸附劑上，其余組分從吸附塔的出口端流出，作為PSA1的再生沖洗氣。吸附過(guò)程結(jié)束后，返流一部分產(chǎn)品CO作為吸附床的置換氣，以提高床層中CO的純度，最后，通過(guò)逆放和抽空得到合格的CO產(chǎn)品。表3產(chǎn)品CO技術(shù)指標(biāo)主要成分%，mol微量雜質(zhì)，105CO≥

10、98.0S≤0.2(wt)CO2~0.1氯化物≤0.1(wt)N2~0.8甲苯≤0.1(mol)H2~0.02烴類(lèi)≤100(mol)CH4~1.1苯類(lèi)≤0.2（mol)Ar~0.07氮化物≤0.1(wt)O2≤0.01氰化物≤0.1(wt)變壓吸附回收CO的產(chǎn)品純度較高，且可以根據(jù)工藝要求靈活調(diào)整。對(duì)加表1所示的原料氣組成，CO產(chǎn)品純度可以達(dá)到98％以上，其它組分可以達(dá)到如表3所示的指標(biāo)，而CO的回收率為70％~85％，視原料氣組成和產(chǎn)