1、化工工艺学Chemical engineering technics,应用化学专业 54学时,前 言,化工工艺学 是关于化工生产工艺基本概念和基本理论的学科。原料 产品,化学加工,掌握几个典型的化工产品的生产过程：合成氨、氮肥（尿素、硝酸铵）、磷酸、硫酸、硝酸、纯碱、乙烯等基本有机化工产品的生产及石油炼制、煤化工。,本门课内容,化学原理生产方法工艺条件（T、P、catalyst)工艺流程关键设备,本门课学习方法,本门课是进行化工过程开发（开发新工艺、新产品、新设备）、设计、化工厂建设的基础，是进入化工企事业所须掌握的一门基础课。,前景,要求,54学时3学分 必须上课听讲并做好笔记 闭卷考试,合
2、成氨Synthesis of Ammonia,1 概述2 原料气的制取3 原料气的净化4 氨的合成,一、概述 Introduction,空气中含有大量的游离氮，但是只有极少数农作物才能直接吸收空气中的氮。大多数作物只能吸收化合态氮来供给生长所需主要养分。将空气中的氮转化为氮化合物的过程称为固定氮，它是化学化工研究中既古老又前沿的课题。目前已投入工业生产的主要固定氮方法：1.合成氨法 2.氰氨法 3.电弧法 目前最重要最经济的方法是合成氨法。首例合成氨厂是1912年在德国建立的日产30砘合成氨的工厂。目前先进合成氨厂的规模已达到10001500T/日。,合成氨首先为农业生产提供了充足的肥料，使农
3、业生产产量大大提高，为人类社会发展和人口增长作出了巨大贡献。氨除了主要用作化学肥料的原料外，还是生产染料、炸药、医药、有机合成、塑料、合成纤维、石油化工等的重要原料。合成氨发展的三个典型特点：1.生产规模大型化。10001500T/日 2.能量的合理利用。用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。3.高度自动化。自动操作、自动控制的典型现代化工厂。,目前的主要生产过程：(1)制气 用煤或原油、天然气作原料，制备含氮、氢气的原料气。(2)净化 将原料气中的杂质：CO、CO2、S等脱除到ppm级。（ppm：百万分比浓度）(3)压缩和合成 合成氨需要高温、高压，净化后的合成气原料气必须经过压
4、缩到1530MPa、450左右，在催化剂的作用下才能顺利地在合成塔内反应生成氨。其主要过程如图1和图2。,图1 以焦炭或煤为原料的合成氨流程,图2 以天然气为原料的合成氨流程,【优点】热利用率高、自动化程度高、生产成本低。,脱硫,一段转化,二段转化,高温CO变换,甲烷化,压缩,脱出CO2,液氨,低温CO变换,压缩,天然气,空气,压缩,氨冷凝,氨分离,合成,蒸汽,CO2,二、原料气的制取Production of synthetic gases,工段一“一段转化”及“二段转化”,制备方法：深度冷冻将空气液化，使空气中O2、N2分开，得到纯净的氮气。将H2在空气中燃烧，是空气中O2与H2化合成水，
5、剩下纯净的氮气。氮气也可在合成氨制造氢气的同时制得。（二段转化时引入的空气中的O2与一段转化得到的H2燃烧，得到氮气。,氮气的制取,工段一,氢气的制取,因为氢气不能直接从其他混合物中取得，合成氨生产过程中更为重要问题的是如何获取纯净的氢气而不是氮气。可以说合成氨的绝大多数过程都是在制取氢气。氢气的主要来源有：气态烃类转化、固体燃料气化和重质烃类转化。其中以天然气为原料的气态烃类转化过程经济效益最高，因此本节重点介绍气态烃类蒸汽转化过程。天然气中主要成份为甲烷，还含有乙烷、丙烷及其他少量烯烃等，其中也有极少量的S等对催化剂有害的元素。一般以甲烷为代表来讨论气态烃类蒸汽转化的主要反应及其控制条件。
6、,工段一,气态烃原料以甲烷为主要成分，在高温、催化剂存在的条件下发生下述转化反应：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)Q（1）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)+Q（2）气态原料烃一般是各种烃的混合物，在蒸汽转化过程中这些高级烷烃进行如下反应，且因反应的平衡常数很大，其转化反应是完全的。反应如下：（3）但要完成这一工业过程，必须对可能发生的主要反应及副反应进行详细研究。主要的副反应有：CH4(g)=C(s)+2H2(g)Q（4）2CO(g)=CO2(g)+C(s)+Q（5）CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)+Q（6）,1 转化的化学原理 P3,工段一
7、之化学原理,工段一之工艺条件,2 转化的工艺条件,2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析 P3热力学解决的是：是否有推动力-B，反应可 否进行的问题。（参见物化上册）2.2 甲烷蒸汽转化反应的动力学分析 P5动力学解决的是：如何提高反应速率，减少反应阻力，缩短达到平衡的时间的问题。（参见物化下册）,2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析 P3平衡常数两个制气反应的平衡常数为：上式是将体系视为理想气体混合物的结论，通常转化过程压力不是太高，用它来计算误差不大。利用热力学原理可导出平衡常数与温度的关系。,工段一之工艺条件,跟压力的关系：,只需要反应焓变与温度的关系就可根据导出平衡常数与温度的关系。平衡
8、组成的计算设进料中甲烷和蒸汽的量分别为nm，nw，反应1中甲烷消耗量为x，反应2中CO消耗量为y，则可得出两平衡常数与各物质量的关系：,跟温度的关系：,工段一之工艺条件,利用上二式可求出x,y,从而得出各组分的浓度。,平衡组成的计算设进料中甲烷和蒸汽的量分别为nm，nw，反应1中甲烷消耗量为x，反应2中CO消耗量为y，则可得出两平衡常数与各物质量的关系：,跟组成的关系：,工段一之工艺条件,影响甲烷蒸汽转化平衡组成的因素：P4 T K；P K；水碳比 x x：转化反应中转化了的甲烷量；水碳比：原料气中水蒸气对甲烷的摩尔比，(H2O:CH4)。,工段一之工艺条件,重,总之，甲烷蒸汽转化反应尽可能在
9、高温、低压、高水碳比下进行。,24,7,11,23,8.1,3.6,2.2 甲烷蒸汽转化反应的动力学分析动力学方程式由于反应过程复杂，目前还没有得出公认的准确的动力学方程，但大都认为反应近似为一级反应。例如:,工段一之工艺条件,扩散作用对甲烷蒸汽转化反应的影响反应主要取决于在催化剂内表面的反应，所以该反应控制步骤为内表面控制。因此通过减小催化剂粒度、或将催化剂制成环状或带漕沟的圆柱状将增加内表面积有利于扩散过程和提高反应速率。,反应速率,催化剂粒度,催化剂粒度,催化剂内表面利用率,反比,工段一之工艺条件,2.3 过程析碳处理碳黑生成后主要有以下几点不利：堵塞反应管道增大压降、使局部区域高温损坏
10、催化剂、增大反应阻力。从热力学分析，几个析碳反应：CH4(g)=C(s)+2H2(g)Q(3)2CO(g)=CO2(g)+C(s)+Q(4)CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)+Q(5)防止析碳的主要措施有：,提高水蒸气用量（通常水碳比大于2 可保证不析碳）；,采用高活性催化剂时，不存在析碳问题，可选择适宜的催化剂并保持活性良好；,控制烃原料预热温度不要太高。,工段一之工艺条件,2.4 催化剂 P7催化剂组成：采用镍催化剂，Ni 是其唯一活性成份，但通常以NiO德形式存在（不具催化活性），使用前必须对催化剂进行还原反应，使氧化态变成还原态Ni。为了阻止镍晶体熔结，常用Al2O2,Mg
11、O,CaO等作为载体。（见书P5）NiO(s)+H2(g)=Ni(s)+H2O(g)催化剂的中毒及防护转化催化剂的有害成份有S，As,卤素等。因此，转化反应前必须先脱硫。通常要求转化前原料气中硫、砷及卤素的含量要小于0.5ppm。,工段一之工艺条件,2.5 甲烷蒸汽转化的生产方式 P7,被S中毒的Ni的比例,温度/C,673 773 873 973 1073,1ppm,0.1ppm,为什么用二段转化方式？要转化率高必须转化温度高，若全部用很高温度，设备和过程控制都不利，设备费用和操作费用都高。采用二段方式，一段温度只在600 800，对合金钢管要求低，材料费用降低。在二段才通入空气，使与一段的
12、H2反应产生高温，达1000 1200。保证二段中转化较为完全，使转化气中甲烷含量小于0.5%。,甲烷蒸汽转化采用二段转化,工段一之生产方式,图 6,压力 通常为34MPa采用加压条件的主要原因：降低能耗 有利节能 能量合理利用 提高余热利用价值 全厂流程统筹 减少设备体积降低投资 综合经济效益温度一段炉温度 一般选择700800 原因：主要考虑投资费用及设备寿命，一段炉最重要最贵的合金钢管在温度为950 时寿命8.4万小时，960 时减少到6万小时。一段炉投资约为全厂30，其中主要为合金钢管。,甲烷蒸汽转化的工艺条件总结 P8-9,重,CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)+Q,
13、工段一之工艺条件,二段炉温度 出口温度在1000 左右主要按甲烷控制指标来确定。压力和水碳比确定后，按平衡甲烷的浓度来确定温度。一般要求yCH40.005,出口温度应为1000 左右。实际生产中，转化炉出口温度比达到出口气体浓度指标对应的平衡温度高，这个差值叫平衡温距。TTTe（实际温度平衡温度）平衡温距低，说明催化剂活性好。一、二段平衡温距通常分别为1015 C和1530 C。水碳比 约3.54.0水碳比高，残余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用较高的水碳比，约3.54.0。原则：不析碳，原料充分利用，能耗小。,工段一之工艺条件,空速空间速度表示催化剂处理原料气的能力。基准：以整个原料
14、气的干基、湿基，或以甲烷、氮气为基准。增加空速，【利】提高产量；【弊】增大流体阻力和炉管热负荷。催化剂活性高时都可增加空速，以提高生产能力。实际操作时，一段转化因炉型不同采用的空速有很大差别；二段转化为了使催化剂即将更换时仍能满足工艺要求，可选低一点。空速的决定与日产量有很大关系。原则：结合生产能力和催化剂用量考虑。,炉管内径空速压力空速,工段一之工艺条件,催化剂 镍催化剂（见书P5）采用镍催化剂 Ni 是其唯一活性成份通常以NiO的形式存在使用前必须对催化剂进行还原反应常用Al2O2,MgO,CaO等作为载体S，As,卤素等会使催化剂中毒，转化反应前必须先脱硫。,思考：假如你是一位工艺设计师
15、，你正在进行将气态烃转化为氢气的工艺设计，你该如何做？,1-2课时复习,氮气制取的三种方法：1、冷冻液化空气；2、加氢燃烧空气；3、二段转化时通入空气与一段转化来的氢燃烧。氢气制取：甲烷蒸汽转化,原料气制取的化学原理,热力学结论：T K；P K;水碳比 x 实际生产中采用：高温、加压、合适的水碳比工艺条件：P:34MPa T:一段炉 700800；二段炉 出口温度：34 空速：一段炉 炉型不同空速差别很大；二段炉 空速较低 catalyst：镍催化剂，活性成分Ni，存在形式NiO，使用前需还原催化剂；其毒素为S、As、卤素，转化前需经脱硫处理，将它们的含量控制在0.5ppm以下。,甲烷蒸汽转化
16、的工艺条件,两段式转化 转化指标：CH4 的含量 0.5%一段转化：承担大部分甲烷的转化 二段转化：承担剩余甲烷的转化，使转化达到指标。,甲烷蒸汽转化的生产方式,3 转化的主要设备（一段转化炉、二段转化炉）P10-12目前采用的甲烷蒸汽转化法有：P9美国凯洛格法、英国帝国化学公司ICI法、丹麦托普索法等。它们除了一段转化炉结构不同外，都包括一、二段转化炉、原料预热和余热回收。美国凯洛格法甲烷蒸汽转化天然气经脱硫（S质量分数0.5ppm)后，在压力3.6MPa、温度380左右配入中压蒸汽（约为3.5），进入转化炉。指标：CH4含量0.5%；条件：P=3.6MPa；为了抵消加压带来的影响，需要T1
17、000,工段一之主要设备,图 10,图 11,工段一之主要设备,图 12,二段转化炉：承担残余甲烷的转化【设备结构】绝热耐高温立式圆筒反应器；壳体材质为碳钢，内衬耐火材料，炉外有水夹套，空气分布器（炉顶）：空气经分布器喷头喷出再与转化器混合燃烧，以使空气与转化气充分混合，避免局部温度上升过高。【温度】二段转化炉中引入空气，空气中的O2与一段炉来的H2反应，燃烧放热，使炉内T迅速上升至1200 左右，同时制得N2；出口T为1000 左右。,工段一之主要设备,空气,工段一之工艺流程,工段一之工艺流程,脱出S，380,3.6MPa,500-520,850-860,450,（加压到3.3-3.5MPa
18、),O2+H2-Q 1200,1000,（=3.5),N2，H2，CO,CO2,CH4=0.3%左右,作业：,查阅近年来甲烷转化的新工艺，找出你所感兴趣的一种或多种新工艺，经整理后写一篇简短的文字说明。可参照如下内容撰写，也可自行安排要写的内容：1、甲烷转化新工艺的研究进展2、该新工艺的介绍3、该新工艺在国内外的研究及发展现状4、与所学甲烷转化工艺相比，优、劣势在哪里？5、该工艺未来的研究方向,三、原料气的净化 P13-32Purification of synthetic gases,工段二“脱硫”,P13,工段三“CO变换”,P18,工段四“脱出CO2”,P24,工段五“甲烷化”,P29,
19、1、原料气脱硫的化学原理及工艺条件原料气中硫化物主要是H2S，其次是有机硫。脱硫方法见P14表1.2。,工段二“脱硫”,P13,工段二 脱硫,表 2,P14,工段二,工段二 脱硫,ZnO(s)+H2S(g)=ZnS(s)+H2O(g)+Q,干法脱硫 P13,氧化锌法 氧化锌法是典型的干法脱硫，是近代合成氨厂广泛采用的精细脱硫方法，可脱有机硫和无机硫。脱硫能力强，可使出口硫含量1ppm，当原料气硫含量50ppm时，仅用它一步脱硫就行了。若硫含量较高，可先用湿法或其他干法脱硫，再用此法。其基本原理如下：ZnO(s)+C2H5SH(g)=ZnS(s)+C2H5OH(g)(2)ZnO(s)+C2H5S
20、H(g)=ZnS(s)+C2H4(g)+H2O(g)(3)若有氢存在时，还有下列反应：CS2+4H2=2H2S+CH4 COS+H2=H2S+CO 但氧化锌对噻吩的转化能力很差。通常以氧化锌与硫化氢的反应为例讨论。,ZnO(s)+H2S(g)=ZnS(s)+H2O(g)+Q(1),工段二 脱硫,在不同温度下的平衡常数为：,平衡常数：ZnO与H2S的反应是放热反应，T，。,由 可知，通常情况下脱硫相当完全。脱硫速率：氧化锌脱硫的反应速度主要是内扩散控制，所以氧化锌脱硫剂都做成高孔率的小颗粒，以提高脱硫速率。颗粒的孔容积，脱硫效果。,工段二 脱硫,硫容量：用以表征氧化锌脱硫性能的好坏；硫容是指：每
21、单位质量氧化锌能脱除S的量。T与硫容量关系如图：,【结论】温度上升，硫容增加；空速增加，硫容降低。,工段二 脱硫,钴钼加氢脱硫法,工段二 脱硫,Co-Mo加氢法与ZnO法联合脱硫,工段二 脱硫,联合脱硫反应方程式：,经两步联合脱硫后，含硫量可降到0.1ppm以下。,2、原料气脱硫的工艺流程 见P10图1.9,工段二 脱硫,2,【目的】通常，以天然气为原料的转化气中CO含量为12-14%。它是合成氨铁系催化剂的毒物，合成前应去除。经变换后CO脱除至0.3-0.5%【方法】CO的去除分两步：CO变换 CO 转化为易于清除的CO2，同时制取H2；（本工段内容）剩余的CO再经工段五“甲烷化”脱除。【生
22、产方式】两段转化：高温CO变换 低温CO变换,工段三“CO变换”,P18,1 变换的工艺原理1.1 变换反应热力学反应方程式 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)+Q【热力学结论1】放热反应，所以T，即低温有利。以干原料为基准，设转化率为x,干变换气中CO组成为yCO,易得转化率计算式为：【热力学结论2】T，（H2O/CO)，xp，即低温有利。（平衡变换率xp:反应达到平衡时CO转化量占原CO总量的百分比。）,工段三之工艺原理,1.2 变换反应动力学,变换反应常用的动力学方程见书P19。【动力学结论1】对变换反应，一般认为内扩散的影响不能忽略。同P，同一尺寸catalyst时，随
23、 T，内表面利用率 低温有利；同，同一尺寸catalyst时，随P，内表面利用率 低压有利；同，同P时，随催化剂颗粒，内表面利用率小颗粒催化剂有利。,工段三之工艺原理,【动力学结论2】虽然由热力学看T 时xp，但是由动力学分析T，反应速度v,即高温有较高的反应速率。1.3 生产方式 因此，考虑采取两段式CO变换。1、先在较高温度下变换（即：解决反应速率的问题）；2、再在较低温度下变换（即：解决化学平衡的问题，使反应进行完全）。,工段三之工艺原理,2.1 催化剂 P20 中变(高变)催化剂中变催化剂一般用铁铬催化剂，其主要成份为：主体：Fe2O3 80-90%;添加物：Cr2O3 7-11%;少
24、量 K2O,MgO,及Al2O3使用温度为350-550它是60年前主要采用的催化剂，经变换后CO仍有0.3%国产主要铁铬中变催化剂主要性能如表1.3。,工段三之工艺条件,2 变换的工艺条件,表 3,工段三之工艺条件,活性成份：Fe3O4，而不是Fe2O3，因此催化剂使用前要还原：3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)3Fe2O3(s)+H2(g)=2Fe3O4(s)+H2O(g)生产中要求：1、需配入一定水蒸气，防止Fe3O4进一步转化为FeO,Fe（还原条件：水碳比2，T=400-500）。2、不能含O2过高：4 Fe3O4+O2=6 Fe2O33、保证低的含S量
25、：H2S能降低催化剂活性 Fe3O4+2H2S+H2=3FeS+4H2O高变催化剂趋势：耐高S的钴钼催化剂（以重油为原料的合成氨工艺）,工段三之工艺原理,低变催化剂1、成分：低变催化剂一般用铜催化剂。主体：CuO 15.3-32%,添加物：ZnO 32-62.2%,Al2O3 0-40.5%少量Cr2O3.活性成份：单质Cu2、催化剂还原：CuO(s)+H2(g)=Cu(s)+H2O(g)+Q CuO(s)+CO(g)=Cu(s)+CO2(g)+Q3、催化剂毒物：硫化物、氯化物4、温度控制：要注意当温度250 时可发生反应 yCu(s)+ZnO(s)+H2(g)=-CuyZn(s)+H2O(g
26、)因此，还原温度应控制在230以下。,工段三之工艺条件,2.2 温度 P21变换反应是可逆放热反应，存在最佳反应温度。在原始气体组成和催化剂一定的条件下，变换反应正逆两方向的反应速度r都随T 而；而平衡常数K则是随T 而。在低温远离平衡时，随T，总的反应速度也；当T达到某一值时，反应速度r达到最大；此后，由于受平衡的限制和逆反应的影响，随T，总的r反而。,工段三之工艺条件,那么，就把在一定的原始气体组成和催化剂条件下，对应最大速度时的温度，称为该条件下的最佳反应温度。,最佳温度的求取：式中Te为平衡温度，E1、E2分别为正逆反应活化能。根据前面得出的平衡常数表达式，在一定初始浓度条件和转化率条
27、件下，可求出平衡温度，再由上式求出最佳温度。,工段三之工艺条件,随反应进行，气体组成也在变化，每一瞬时的组成都对应一个最佳反应温度（变换率xco低时，T最佳高；变换率xco高时，T最佳低）。随反应进行，xco逐渐，相应组成对应的T最佳逐渐，形成一定的最佳温度分布。把不同变换率下的各最佳温度点连接成的曲线，称为最佳温度分布曲线。中变反应温升较大，通常采用分段式，如图实际工作曲线围绕最佳温度线。低变反应由于反应量较少，温升不是很大，所以多以一段进行。,Te,T0,温度/,CO变换率/%,A,B,Te:平衡温度曲线To:最佳温度分布曲线1-1：变换操作线（一段）2-2：变换操作线（二段）3-3：变换
28、操作线（三段）1-2;2-3:段间冷却过程线（段间换热降温线）,C,D,2,2,3,3,工段三之工艺条件,2.3 压力从平衡角度看，加压对变换反应不利；但从动力学角度看，压力增大，反应速率上升。这是由于加压催化剂活性更高，以天然气为原料的合成氨厂，变换压力一般为3.0MPa。,工段三之工艺条件,2.4水蒸气比例以水蒸气摩尔数与CO摩尔数之比表示，称为水碳比（H2O/CO)。（H2O/CO)，平衡变化率xp，且可避免析碳。但实际生产中水碳比也不能过大，一方面由于蒸汽消耗大，另一方面床层压降增大。水碳比一般为3.0-5.0.可通过调节床层温度来调节水碳比。,工段三之工艺条件,工艺条件总结：,1、催
29、化剂 中变：Fe2O3(Fe3O4)低变：CuO(Cu)2、温度 中变：350-550 低变：200-2803、压力 3.0MPa4、水碳比（H2O/CO)3-5,工段三之工艺条件,中变温度约370,中变后CO降至3，温度升高到425-440，经换热后温度约220 进入低变，低变出口约240,残余CO为0.3-0.5%。,图 19,工段三之工艺流程,3 变换反应的工艺流程1、CO中变-低变串联流程此法一般与烃类蒸汽转化（CO体积分数为13-15%）及变换后用甲烷化法脱除少量CO法联合使用。其典型流程如图1.19所示。P24,进炉3MPa,370,330,220,出炉240,CO=0.3-0.5
30、%去CO2脱出工段,Cu,Fe304,2.多段变换流程,适用于CO含量高，如半水煤气为原料气的情况。后续工序常用铜氨液法脱除少量CO。典型工艺流程如图20所示。,图 20,工段三 CO变换,【目的】变换气中含有较多的CO2，它会是合成氨铁系催化剂中毒；同时，它是制造尿素、纯碱、碳酸氢铵的重要原料。脱碳：就是脱除和吸收CO2的过程。【指标】将CO2脱出至0.1%（110-3）左右【方法】脱除CO2的方法很多，可分类为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法等。本节主要介绍现在合成氨厂普遍采用的苯菲尔法即二乙醇胺热钾碱法。一些方法和特点见表1.4。,工段三 CO变换,工段四“脱出CO2”,P24,表
31、 4,P25,苯菲尔法（二乙醇胺催化热钾碱法）脱碳1 脱碳的化学原理 P26-27【吸收反应】K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3为了提高反应速度和增加KHCO3的溶解度，常采用较高温度(105130 C)，所以称为热钾碱法。虽在高温下吸收，但吸收速度慢，需加二乙醇胺。【再生反应】（随着吸收的进行，吸收剂消耗，吸收能力下降，需将KHCO3再生为K2CO3）2KHCO3=K2CO3+CO2+H2O,工段四 之化学原理,【苯菲尔脱碳剂的成分】1、主吸收剂：K2CO3 浓度25-30%2、活化剂：DEA（二乙醇胺）浓度2.5-5%a、加快CO2的吸收速度、降低液面上CO2的平衡分压，以提高CO2
32、的净化度、能除去原料其中H2S等酸性组分3、缓蚀剂：偏钒酸钾（KVO3）或V2O5缓蚀剂与铁作用，在设备表面形成氧化铁保护膜，以防止强碱性的K2CO3腐蚀设备。4、消泡剂：27-30%作用：抑制发泡成分：有机硅酮类聚醚类高级醇类等弊端：消泡剂中杂质多，会降低吸收效果,工段四 之化学原理,2 脱碳的工艺条件2.1“吸收”工艺条件 P26 高温T：105130 C高温是为了提高反应速度及增加KHCO3的溶解度。但温度升高，K2CO3溶液中CO2的平衡分压也加大，气体净化度降低。见图1.21 P26 P：2.7MPa左右,工段四 之工艺条件,转化率一定时，T Pco2 CO2净化度,工段四 之工艺条
33、件,2.2“再生”工艺条件 P27 T：加热KHCO3 溶液使其分解再生，采用沸点温度加热，以使CO2从溶液中分解出来；“再生”温度与“吸收”温度基本相同。该沸点温度是在操作压力下的沸点温度。P：压力越低再生效果越好，但为了简化流程便于将吸出的CO2送去后序工段，P一般高于大气压约0.015MPa.,工段四 之工艺条件,3 苯菲尔法脱碳的工艺流程 P27主要分“脱碳”和“再生”两部分，再生需要供给很多热量，也是合成氨中耗能的一个较重要部位。,工段四 之工艺流程,富液、半贫液、贫液是指含KHCO3量的多少来分,CO2，N2，H2，CO,CH4，H2O,脱除CO2：110-3,进口,出口,出口,贫液(K2CO3为主）,半贫液,富液(KHCO3为主）,CO2+H2O,KHCO3,回收CO2,【流程要点】1、特点是“两段吸收”、“两段再生”流程。2、低变气经脱碳后，气体中残余的CO2约1103（0
