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合成氨装置脱碳过程工艺分析

作　者: 张咏
导　师: 王日杰
学　校: 天津大学
专　业: 工业催化
关键词: MDEA 脱碳腐蚀计算机模拟
分类号: TQ113.26
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文综述了合成氨用合成气的净化技术,其中MDEA 脱碳工艺具有净化度高、吸收能力强、能耗小、溶液损失少和可回收高纯度CO2等优点,成为合成氨工厂中普遍采用的脱碳工艺。本文还论述了MDEA法脱除变换气过程中CO2的活化机理和反应机理,为分析和诊断华昌的脱碳工艺奠定了理论基础。本文首先分析了华昌脱碳工艺在一个月内的实际生产数据,对脱碳工艺进行了总体的评价,针对出现的数据波动及异常情况进行了诊断,找出了问题产生的原因并提出了解决方案。其次,分析了MDEA脱碳过程的腐蚀现象与机理,认为空气吸入、操作温度过高、变换气过滤不完全、设备钝化不够完善等因素导致了MDEA溶液质量下降,气相中CO2含量偏高,引发了设备的腐蚀。最后,采用ASPEN PLUS流程模拟软件对MDEA脱碳过程进行了模拟计算,分析了吸收压力、MDEA溶液浓度和贫液量对脱碳效果的影响,认为适宜的吸收压力为2.7MPa,合适的MDEA浓度为15mol%,贫液量则取决于要求的气体净化程度。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-34
  1.1 脱硫工艺  8
  1.2 湿法脱硫  8-20
    1.2.1 低温甲醇洗法（Rectisol）  8-10
    1.2.2 醇胺法脱硫技术  10-15
      1.2.2.1 醇胺法脱硫的基本原理  11-12
      1.2.2.2 MDEA 脱硫、脱碳工艺  12-13
      1.2.2.3 以MDEA 法脱硫为基础的多种功能性脱硫技术  13
      1.2.2.4 aMDEA 工艺  13-14
      1.2.2.5 Gas／Spec 工艺  14
      1.2.2.6 Amine Guard 工艺  14-15
      1.2.2.7 Uearsol 工艺  15
      1.2.2.8 Flexsorb 工艺  15
      1.2.2.9 DDS 法  15
    1.2.3 环丁砜法（Sulfinol）  15-17
    1.2.4 NHD 法（Selexol）  17-18
    1.2.5 蒽醌二磺酸钠法(ADA 法)  18-19
    1.2.6 栲胶法(TV 法)  19
    1.2.7 PDS 法  19
    1.2.8 TEA 络合铁法及改良的络合铁法  19-20
  1.3 干法脱硫  20-28
    1.3.1 氧化锌脱硫剂  20-25
      1.3.1.1 脱硫反应的机理  21-22
      1.3.1.2 脱硫反应的吸收模型  22-24
      1.3.1.3 氧化锌脱硫剂的气氛效应  24-25
    1.3.2 铁系脱硫剂  25-26
    1.3.3 铝系脱硫剂（有机硫）  26
    1.3.4 活性炭脱硫剂  26-27
    1.3.5 分子筛系脱硫剂  27-28
  1.4 脱碳工艺  28-29
  1.5 碳酸丙烯酯法  29-31
    1.5.1 基本原理  29-30
    1.5.2 工艺流程  30
    1.5.3 常见问题及处理方法  30-31
  1.6 热碳酸钾法  31-32
    1.6.1 基本原理  31-32
    1.6.2 工艺流程  32
  1.7 典型脱碳工艺的比较和选择  32-34
第二章 MDEA 脱碳工艺工况分析  34-62
  2.1 MDEA 工艺简述  34
  2.2 MDEA 脱碳原理  34-36
  2.3 设备一览表  36-37
  2.4 工艺参数一览表  37-38
  2.5 生产数据分析及讨论  38-57
    2.5.1 变换气流程  38-43
      2.5.1.1 变换气温度  39-40
      2.5.1.2 变换气压力  40-41
      2.5.1.3 净化气中C0_2 含量  41-43
    2.5.2 MDEA 溶液流程  43-52
      2.5.2.1 MDEA 溶液温度  44-49
      2.5.2.2 MDEA 半贫液、贫液压力  49-50
      2.5.2.3 MDEA 溶液流量  50-51
      2.5.2.4 MDEA 溶液在塔中液位  51-52
    2.5.3 再生气、闪蒸汽流程  52-57
      2.5.3.1 再生气、闪蒸汽温度  52-54
      2.5.3.2 再生气，闪蒸汽压力  54-56
      2.5.3.3 再生气分离器液位  56-57
  2.6 设备腐蚀原因及分析  57-61
    2.6.1 设施腐蚀的理论分析  57-58
    2.6.2 MDEA 脱碳腐蚀分析及处理方法  58-61
  2.7 本章小结  61-62
第三章华昌脱碳工艺的ASPEN 模拟  62-69
  3.1 物性方法  62-63
  3.2 华昌脱碳流程的模拟  63-65
  3.3 工艺参数的分析与讨论  65-68
    3.3.1 吸收压力  65-66
    3.3.2 MDEA 浓度  66
    3.3.3 贫液量  66-68
  3.4 本章小结  68-69
第四章结论  69-70
参考文献  70-73
致谢  73

合成氨装置脱碳过程工艺分析

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