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，比較常見的組成如表1所示，對一套年產(chǎn)醋酸10萬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，同時因含有腐蝕性極強的碘甲烷，對設(shè)備的防腐要求也很高。由于醋酸尾氣的這些特點，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課題。本文對目前常用的分離

3、提純CO技術(shù)的優(yōu)缺點進(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行情況。實踐證明，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課題。目前已經(jīng)工業(yè)化或正在試驗研究的提純CO的技術(shù)種類有：有機產(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有機產(chǎn)品分解法采用甲酰胺分解、甲酸分解等有機產(chǎn)品分解法，可制取高純度的CO，但這類方法成本高，只適合實驗室小規(guī)模用量及生產(chǎn)少量高純度CO時使用。2.3深冷分離法該法是利用氣體組分[wiki]沸點[wiki]的差異，通過低溫精餾來實現(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，由于N2和CO的沸點相近，對含有N2的原料氣，不易得到純凈的CO產(chǎn)品。深冷

5、法的缺點是設(shè)備復(fù)雜，裝置投資大，操作費用高。2.4Cosb法該法是70年代初由美國Tenneco公司開發(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，操作費用高且存在環(huán)境污染問題。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不同氣體具有選擇吸附的特性實現(xiàn)氣體的分離。變降低。該技術(shù)在工業(yè)裝置上運行。由于變壓吸附二段法具有以上優(yōu)點、所以推廣非常迅速，表2列出了國內(nèi)采用變壓吸附二段法提純CO

7、的部分廠家。表2國內(nèi)已建成的部分變壓吸附分離CO裝置序號產(chǎn)品規(guī)模，Nm3h建設(shè)地點氣源產(chǎn)品CO用途1500山東淄博有機胺廠半水煤氣DMF(與從美國引進(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(與從美國引進(jìn)裝置配套)51000河北滄州化肥廠水煤氣TDI(與從美國引進(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；強吸附組分如CO2、H2O等被吸附在吸附劑上，并隨降壓和沖洗過程從吸附劑上解吸出來，吸附劑得到再生、用于下一個循環(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≤100(mol)CH4~1.1苯類≤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)