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工艺管理
工业级液体二氧化碳项目工艺选择
王童年(新疆天智辰业化工有限公司,新疆石河子832000
摘要:二氧化碳引发的温室效应影响人类的生存,近几年来二氧化碳的エ业生产及其方法表现活跃。本文通过对国内外二氧
化碳生产エ艺进行对比分析,得出一种适合本企业回收二氧化碳的生产エ艺,本エむ可充分利用现有资源,具有投资少、建设周期
短、投资效率较高的总体效果。
关键词:エ业级;二氧化碳;工艺
随着全世界工业化进程的加快,全球范围内的温室效应正2二氧化碳生产工艺介绍
在不断的加剧,引发温室效应的主要气体为二氧化碳,减少温
液体二氧化碳生产就是二氧化碳原料气经过净化和液化
室气体的排放已成为各国以及全球的重大难题。对于二氧化的过程,食品级和工业级二氧化喉的生产工艺,其主要区别就
碳的排放问題,联合国制定了く《联合国气候变化框架公约》,后是净化技术不同,产品的品质等级就不一样。常见的工业二氧
续还增加了补充条款,以进一步加强降低各国二氧化碳的排放
化碳生产工艺主要有:吸附分离法、溶剂吸收法、膜分离法、浅
程度,再到《哥本哈根会议协议》,全球各国对二氧化碳的减排
低温吸附精馏法等。
都非常的重视。但发达国家对自己的减排目标有所保留,同时
(1)吸附分离法
希望发展中国家也投入大量资金和技术来减少二氧化碳的排
吸附分离法是利用吸附剂对混合气体中的不同组分吸附
放,但是发展中国家受制于技术和资金的问题,减排困难重
程度不同对二氧化碳进行吸附和解析来分离CO2,吸附剂可再
重。中国做为温室气体排放的大国,如何减少二氧化碳的排
生循环使用。
放,同时做好二氧化碳的回收成为我国的重大难题,研究新型
2)溶液吸收法
的二氧化碳回收技术、大力发展新能源、促进能源的再生利用
溶液吸收法分物理吸收法和化学吸收法。物理溶剂吸收
成为我国保护环境的一项重要工作。
法是原枓气通过吸收剂对二氧化碳和其他气体的溶解度不同
实现气体的分离,在加压条件下,根据平衡分压二氧化碳的溶
1二氧化碳原料分析
解度提高,吸收剂在低压条件下加热实现二氧化碳的解析。物
二氧化碳产品来源有两种途径:一种是开采二氧化碳的天
理吸收法对于吸收剂的要求较高。不腐蚀设备、稳定性好、对
然气田通过提纯进行销售。另一种是以工业生产过程中产生CO2的吸收性高。
的尾气中的二氧化碳作为原料,经过提纯生产二氧化碳产品进
化学吸收法是利用原料气中的CO2与化学中间体在反应器
行销售。本项目生产的原料为公司MDEA脱碳尾气(主要成分
为C02),二氧化碳生产过程的原料气来源充足,尾气处理做为
内发生反应,生产的产物经过加热分解出二氧化碳,利用冷却
分离技术把二氧化碳进行回收达到净化的目的。
后续工程,建设周期短,同时可以利用现有公用工程的资源,可
以降低项目的投资,可以大幅提高项目的收益。
3)膜分离法
原料气主要成分分析表
膜分离法是把原料气通过材料膜,利用膜的选择透过性把
二氧化碳分离出来。此分离方法投资费用低、操作简单、能耗
组分
体积分数(mol%)
氧化碳
低,在工业生产中应用比较广泛。膜分离法得到的二氧化碳产
氮气
品纯度不高,需要将其和吸附法结合起来才能得到高纯度的
H2S+COS
Co
CO+H2
0.6
标准流量(Nm3/h)
3000
(4)浅低温吸附精馏法
温度(℃)
氧化碳的临界温度为31.1℃,临界压力为7、4MPa,只要
压力(MPa)
(下转第99页)
万方数据
2017年05月化97
工艺管理
3蒸发工段
一些企业基于隔膜法、离子膜法的基本原理研制了一个配套的
在蒸发工段,隔膜法生产工艺产生的电解液,KOH质量约氯氢处理设备,合用隔膜法和离子膜法,很好的提高了氯气、氢
占10%左右,其中含盤较高。由于隔膜法生产工艺要求高,电气去除效果
解蒸发必须使用相配套的蒸发程序,虽然能够增加电解液质量
分数,但是能耗消耗很大。但是使用离子膜法生广出来的电解5结语
液,其中的KOH质量分数约30%左右。可以看出,离子膜法生
综上所述,隔膜法、离子膜法是氯碱生产常用的两种工艺,
产出来的电解液质量标准很高,可以直接制作成成品
对它们的生产工艺及优缺点进行分析,可以进一步优化隔膜法
和离子膜法。今后工作中,要加强对氯碱生产工艺方法的对比
4氯氢处理工段
分析,针对生产工艺缺陷开展技术研发,以弥补缺陷,提高氯碱
电解反应过程中,无论采用隔膜法、离子膜法,都会产生氢
生产工艺水平
气、氯气,这些物质是直接被解离出来的,不用于下一步工序,
需要进行氢气、氯气处理。其中,湿氯气腐蚀性比较强,而干氯
气腐蝕性相对低一些,对碳钢腐蚀影响较低。所以、,电解液传参考文献:
送与应用过程中要对氯气进行干燥处理。氯气处理一般采用
曲红星,褚福林.氯碱生产过程中氯化钾盐水除铵工艺研
两种方式,第一种是使用钛冷却器进行干燥处理,第二种是究科技创新与应用,2014,06:47
用浓硫酸。除了氯气外,氢气处理也是尤为关键的,可以采用
]陈秀清氯碱生产工艺研究探讨『]广州化工,2011,03:
水洗,冷却将氢气中氢氧化钾等物质去除。在氯气、氢气处理157-159
上,隔膜法、离子膜法虽然有一定的去除效果,但是效果都没有
3]刘春玲.氯碱生产工艺中废水回收利用的探讨石河子
达到非常好的效果,这是这两种方法的主要缺陷。目前,国内科技,2013,06:40-42.
上接第97页
达到临界温度和压力就可以使CO2変为液态,同时配合吸附法进入干燥器进一步除去水分,使水分含量≤20ppm,当水分含量
脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏仍无法分离的杂质。
达到15ppm时,则启用备用干燥器,将在用干燥器退出再生,再
生气利用从提纯塔顶部排出的不凝性气体,经再生蒸气加热器
3本项目工艺选择
加热至约~220℃进行干燥器再生,当干燥器再生出口放空气温
本项目生产工艺采用低温精馏组合法,其工艺步骤为先用度≥120℃时,再生结束。从干燥器出来的原料气经液化器液
精脱硫脱除气体中的含硫杂质,再利用分子筛脱出气体中的水化,利用液氨蒸发吸热降至~-25℃,进行冷凝,然后进入提纯
分,再低温精馏分离沸点比二氧化碳低的杂质。此法生产的液塔。提纯塔塔釜用液氨加热,维持塔釜温度在~-18℃左右。
体二氧化髅浓度较高并且稳定,一些低沸点杂质可稳定地脱进入提纯塔的液体CO2与塔釜的液氨进行传热传质,将低沸点
除。该工艺过程简单,操作方便,精馏过程采用差压耦合技术,杂质蒸发,在塔顶冷凝段利用液氨蒸发吸热的冷量将塔内上升
能量利用率高,大大降低了能耗,还降低了操作费用,该法二氧蒸汽冷凝搭金液体CO-出来经过冷器降温再经流量计计量后
化碳产品纯度高,可以满足工业级和食品级的要求,市场应变送人二氧化碳储槽。
能力较强。
工业液体二氧化碳技术指标
参考文献:
项目
指标
I1王丽,向继明,柴巍,二氧化残的回收应用及展望[!四川
二氧化碳含量a(体积分数)10-2≥
99.5
99.9
化工,2015,(28-31)
无异味「无异味无异味
2]