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摘要:本文分析了小氮肥厂脱碳技术，供大家参考。
关键词：小氮肥厂；脱碳；尿素；净化
Abstract：This paper analyzes the small nitrogen fertilizer plant decarbonization technology for your reference.
Key words: nitrogen fertilizer plant; decarbonization; urea; purification
中图分类号：TH186 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
1 前言
合成氨生产过程中， 脱除CO2的方法很多，归纳起来有物理吸收法、化学吸收法、物理化学吸收法。我国小氮肥厂改产尿素通用设计中采用物理吸收的碳酸丙烯酯法(简称碳丙法)，经过几年生产实践证明，具有工艺流程简单，操作容易掌握等优点，但气体中残留CO2量较高，增加了精炼工段的负荷。增设氨洗二次脱碳每年又多耗大量液氨。大中型合成氨厂多采用化学法脱碳，具有净化度高生产稳定的优点，可考虑移植到小氨厂，但存在溶液再生耗蒸汽的缺点， 因此要根据热能供应情况权衡利弊确定脱碳方法。本文针对小氮肥厂的生产条件，分捌就不同的产品和条件对脱碳方法的选择进行比较、讨论。
2小氮肥改产尿素的脱碳方法
小氮肥厂的碳饺改产尿素，需要在脫除C02的同时回收CO2气体，前几年多数工厂都选用碳酸丙烯酯脱除CO2的工艺。该方法最大优点是再生中不消耗蒸汽，但在17MPa的压力条件下，净化气中CO2音量一般约为10％左右，达不到后续工段的要求，因此在碳丙后面串联中压氨洗，而且为了解决碳丙液的析硫问题，在碳丙前又要增加干法脱硫．造成工艺流程长、消耗高，且造成氨损耗，而氨水的排放又污染了环境 因此，在目前情况下选用碳酸丙烯酯加氨洗的脱碳工艺是不合适的。改良的MDEA法脱除二氧化碳工艺是一种低能耗、高效率的脱碳方法，它是毗N一甲基二乙醇胺溶液作为吸收剂，并加入活化剂促进C02的吸收与解吸，MDEA吸收剂属叔胺，脱除C02属化学一物理吸收，在高C02分压时偏向于物理吸收。
2．1 “半脱 工艺的脱碳方法
“半脱 工艺目前采用的脱碳方法常有：碳丙法、催他热钾碱法等。但前者由于在0．8～1．3MP的压力条件下．C02分压低(0 22MPa一0．36 MPa)，谘液吸收能力小，不能充分发挥物理吸收的优越性．一般净化气中C02含量为7％ ～10％；后者脱碳液需煮沸再生；热耗高，所以均不是理想的粗脱碳方法。南化公司研究院开发的NXT部分脱除C02的方法是采用有机胺水溶液吸收变换气中的C02，为了加快有机胺水溶}疰的吸收与癣吸速度，在有机胺水溶液中舔加少量的活化剂。该法具有物理化学吸收的特点，在接近等温的条件下，加压吸收，减压解嗳，热耗低 另外 脱碳渣的成分是有机胺．兼有脱陈H2S的性能，在“半脱 操作条件下，H2S的脱除率在8o％以上加压后溶解到溶涟中的H2S在减压后仍以H2S的形态从再生气中释放，由于不需要空气气提，因此H2S的存在不会象碳酸丙烯醇那样因析硫而污染吸收液，引起碹堵的麻烦 该珐与MDEA脱碳法相似，但MDEA溶剂价格约为10000元／nl3，NXT脱碳液的价格为25OO一3500元／ m3，因此溶剂的一次性投资可太大降低
NXT法是目前比较有竞争力的一种粗脱碳方法，该法不仅工艺流程简单、设备少，脱碳液价格便宜，投资省，而且能耗低，洛剂损失少，操作费用也低，并能报据市场的变化灵活调节脱碳量，吸收液同时也是一种脱硅剂，对于采用全低变流程联产涟氨、甲醇的小化肥厂比较适用 此外，现有用水洗法、丙碳法部分脱除C02的工厂，利用原有设备，增添少量没备，更换溶剂改用NXT法，能大幅度降低电耗，减少溶剂损耗及环境污染。
2．2 垒脱”工艺的脱碳方法
变换气全部脱除C02后联产或生产液氨、甲醇、舞雷等产品时，可选择的脱碳方法较多。本文推荐一种聚乙二酵二甲醚物理吸收法即NHD法。此法是南化公司研究院在国外色selsxol法脱碳技术基础上开发的用于脱睬C02和H2S的使用聚乙二醇二甲醚溶剂的方法，NHD是一种新型的溶剂，其性质比PC稳定．蒸汽分压比PC低100倍，脱碱能力比PC大2倍，特别适用于以煤为原料、硫化物和二氧化碳含量高的氨合成气、甲醇合成气和羰基台成气的净化NHD脱碳方法的主要优点为：
(1)气体净化度高，操作方法稳定，溶剂含水量在5％以内，净化气中C02可稳定在0．2％ 以下．且有机硫的脱除效果比其它溶剂好，用于联醇较好；
(2)工艺流程简单，一次脱碳即可达到指标，不需氨洗，系统不设溶剂洗涤回收装置；
(3) NHD溶剂对金属无腐蚀，且有润滑性．即使溶剂含水量高选10％ 以上，仍未发现设备有明显腐蚀，NHD溶剂再生不耗热量．C02纯度可满足尿素要求，但需在O℃左右吸收，故需要一定的冷冻量。已经证明：NHD脱碳技术是一种高效节能的物理吸收方法，它具有吸收能力大、选择性好、工艺流程简单和经济合理等特点，是比较适用小化肥厂的一种先进节能的脱碳工艺．在缺少低温热源，丽电力相对充足的地区应优先造用此法
4 结语
每种脱碳方法都有一定的使用范围和优缺点，有其最佳的操作条件，选用时取决于许多因素，既要考虑方法本身的特点，也需从整个流程，结台CO2的用途、公用工程条件、投资、总能耗、操作费用等各个方面加以综合考虑，才能选定。就每种吸收方法自身来讲，都在进一步研究开发新的更优越的吸收剂，要求其有更佳的吸收性能，在满足生产的条件下，选到投资省、操作费用低节、能降耗的总要求。
关键词：小氮肥厂；脱碳；尿素；净化
Abstract：This paper analyzes the small nitrogen fertilizer plant decarbonization technology for your reference.
Key words: nitrogen fertilizer plant; decarbonization; urea; purification
中图分类号：TH186 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
1 前言
合成氨生产过程中， 脱除CO2的方法很多，归纳起来有物理吸收法、化学吸收法、物理化学吸收法。我国小氮肥厂改产尿素通用设计中采用物理吸收的碳酸丙烯酯法(简称碳丙法)，经过几年生产实践证明，具有工艺流程简单，操作容易掌握等优点，但气体中残留CO2量较高，增加了精炼工段的负荷。增设氨洗二次脱碳每年又多耗大量液氨。大中型合成氨厂多采用化学法脱碳，具有净化度高生产稳定的优点，可考虑移植到小氨厂，但存在溶液再生耗蒸汽的缺点， 因此要根据热能供应情况权衡利弊确定脱碳方法。本文针对小氮肥厂的生产条件，分捌就不同的产品和条件对脱碳方法的选择进行比较、讨论。
2小氮肥改产尿素的脱碳方法
小氮肥厂的碳饺改产尿素，需要在脫除C02的同时回收CO2气体，前几年多数工厂都选用碳酸丙烯酯脱除CO2的工艺。该方法最大优点是再生中不消耗蒸汽，但在17MPa的压力条件下，净化气中CO2音量一般约为10％左右，达不到后续工段的要求，因此在碳丙后面串联中压氨洗，而且为了解决碳丙液的析硫问题，在碳丙前又要增加干法脱硫．造成工艺流程长、消耗高，且造成氨损耗，而氨水的排放又污染了环境 因此，在目前情况下选用碳酸丙烯酯加氨洗的脱碳工艺是不合适的。改良的MDEA法脱除二氧化碳工艺是一种低能耗、高效率的脱碳方法，它是毗N一甲基二乙醇胺溶液作为吸收剂，并加入活化剂促进C02的吸收与解吸，MDEA吸收剂属叔胺，脱除C02属化学一物理吸收，在高C02分压时偏向于物理吸收。
2．1 “半脱 工艺的脱碳方法
“半脱 工艺目前采用的脱碳方法常有：碳丙法、催他热钾碱法等。但前者由于在0．8～1．3MP的压力条件下．C02分压低(0 22MPa一0．36 MPa)，谘液吸收能力小，不能充分发挥物理吸收的优越性．一般净化气中C02含量为7％ ～10％；后者脱碳液需煮沸再生；热耗高，所以均不是理想的粗脱碳方法。南化公司研究院开发的NXT部分脱除C02的方法是采用有机胺水溶液吸收变换气中的C02，为了加快有机胺水溶}疰的吸收与癣吸速度，在有机胺水溶液中舔加少量的活化剂。该法具有物理化学吸收的特点，在接近等温的条件下，加压吸收，减压解嗳，热耗低 另外 脱碳渣的成分是有机胺．兼有脱陈H2S的性能，在“半脱 操作条件下，H2S的脱除率在8o％以上加压后溶解到溶涟中的H2S在减压后仍以H2S的形态从再生气中释放，由于不需要空气气提，因此H2S的存在不会象碳酸丙烯醇那样因析硫而污染吸收液，引起碹堵的麻烦 该珐与MDEA脱碳法相似，但MDEA溶剂价格约为10000元／nl3，NXT脱碳液的价格为25OO一3500元／ m3，因此溶剂的一次性投资可太大降低
NXT法是目前比较有竞争力的一种粗脱碳方法，该法不仅工艺流程简单、设备少，脱碳液价格便宜，投资省，而且能耗低，洛剂损失少，操作费用也低，并能报据市场的变化灵活调节脱碳量，吸收液同时也是一种脱硅剂，对于采用全低变流程联产涟氨、甲醇的小化肥厂比较适用 此外，现有用水洗法、丙碳法部分脱除C02的工厂，利用原有设备，增添少量没备，更换溶剂改用NXT法，能大幅度降低电耗，减少溶剂损耗及环境污染。
2．2 垒脱”工艺的脱碳方法
变换气全部脱除C02后联产或生产液氨、甲醇、舞雷等产品时，可选择的脱碳方法较多。本文推荐一种聚乙二酵二甲醚物理吸收法即NHD法。此法是南化公司研究院在国外色selsxol法脱碳技术基础上开发的用于脱睬C02和H2S的使用聚乙二醇二甲醚溶剂的方法，NHD是一种新型的溶剂，其性质比PC稳定．蒸汽分压比PC低100倍，脱碱能力比PC大2倍，特别适用于以煤为原料、硫化物和二氧化碳含量高的氨合成气、甲醇合成气和羰基台成气的净化NHD脱碳方法的主要优点为：
(1)气体净化度高，操作方法稳定，溶剂含水量在5％以内，净化气中C02可稳定在0．2％ 以下．且有机硫的脱除效果比其它溶剂好，用于联醇较好；
(2)工艺流程简单，一次脱碳即可达到指标，不需氨洗，系统不设溶剂洗涤回收装置；
(3) NHD溶剂对金属无腐蚀，且有润滑性．即使溶剂含水量高选10％ 以上，仍未发现设备有明显腐蚀，NHD溶剂再生不耗热量．C02纯度可满足尿素要求，但需在O℃左右吸收，故需要一定的冷冻量。已经证明：NHD脱碳技术是一种高效节能的物理吸收方法，它具有吸收能力大、选择性好、工艺流程简单和经济合理等特点，是比较适用小化肥厂的一种先进节能的脱碳工艺．在缺少低温热源，丽电力相对充足的地区应优先造用此法
4 结语
每种脱碳方法都有一定的使用范围和优缺点，有其最佳的操作条件，选用时取决于许多因素，既要考虑方法本身的特点，也需从整个流程，结台CO2的用途、公用工程条件、投资、总能耗、操作费用等各个方面加以综合考虑，才能选定。就每种吸收方法自身来讲，都在进一步研究开发新的更优越的吸收剂，要求其有更佳的吸收性能，在满足生产的条件下，选到投资省、操作费用低节、能降耗的总要求。