广西化工第卷年第期二氧化碳的分离提纯方法谭广西化工研究院东南宁综述分离提纯的几种方法前言序号表气源与含含量写气源广泛存在于大气水和岩层中如以碳计算大气和水中含碳约,‘煤和天然气田气石油矿物含碳约’‘’〔〕碳酸盐矿物含碳约合成氨副产气石油炼制副产气近年来我国先后在十多个省区发现天然气田如广东三水江苏泰兴安发酵工业副产气乙二醉生产副产气徽天长斯等河北任邱湖北当阳和内蒙鄂尔多石油和碳酸盐以及燃烧在加工煤炭石灰窑尾气燃料过程中高的气源从表都产生其中含量较‘炼钢副产气燃煤锅炉烟道气如表所示卜〔〕可看出天然形成的和工业副产的含量较高而憔烧煤焦等石化燃料焦炭及重油燃烧气天然气然烧烟道气产生的浓度较低但不管何种气源都要经过分离提纯才能加以利用二二二阮二,呻,脚阮一阮,鹰犷哀肠陆阮卜阮阮陆二混合气压缩机图 法生产工艺流程图第卷年第期广西化工的分离提纯方法部分经压缩机加压进入漂洗吸附器上述五个步骤均采用微处理机控制使工业上分离提纯的方法有变压吸每一给定时刻个步骤之一每个吸附器都处于过程的五附法低温蒸馏法膜分离法和溶剂吸收法这种组合形式使整个过程能连等在我国溶剂吸收法已在合成氨脱碳工续地输入原料混合气和连续地取出产艺广泛使用本文不作单独介绍而是与膜品气以及未吸附气体分离法结合起来加以介绍法的优点是工艺过程简单能耗变压吸附法 法一妇低适应能力强但此法的吸附容量有限需要大量吸附剂程度较高吸附解吸频繁要求自动化法是基于固态吸附剂对原料混合有选择性吸附作用气中的量较多的高压时吸附降压后被解吸出来而进行的吸附剂有沸石常用低温蒸馏法〔在石油开采中’“〕氧化铝硅胶和活性用常规的一次或二次采炭等其生产工艺如图所示图中的油技术只能采出储油量的有仍留为并联的吸附器内充吸附剂在地下向油层注入使其溶解于油和水、和分别为未吸附气体产品气中可改善开采物的粘度密度和压缩性因而可提高采油率但随着提高采油率的同时也产生伴生气和原料混合气的缓冲罐管线上连接各种伐「〕真空泵和压缩机等整个过程由吸附漂伴生气中的含量随采油洗降压抽真空和加压五步组成其运行次数的增加而增加气体积经过几年后总的伴生系统压力在变化混可能比注气前增大十几倍伴生气合原料气用混合气压缩机加压至最高压力水平进入五个吸附器中的一个的含量可能由原来的百分之几增加到当出口气体环甚至更多为了降低采油成本和增加含量达到原料混合气含量时吸附采油量必须从伴生气中把分离出来步骤终了这时用经压缩机加压到原再注入油井中图所示低温蒸馏法主要用干分离提料混合气压力水平的漂洗吸附器排出的气体送至似时初期纯油田伴生气中的其生产工艺过程如、未吸附气体缓冲罐当从吸附器流出的气体组分与输入的气类含的油田伴生气经热交换器冷将它送入原料混合气罐循环使用进入脱甲烷塔却到一的中部该塔漂洗步骤持续到该吸附器基本上被高纯操作压力制温度约 塔底用再沸器控在饱和为止压接着把已被饱和的吸附器降为防止在塔内冻结即从吸附器的输入端顺原料混合气流动塔顶加入轻质贫油馏分馏分汇合后液回流塔顶该馏分与塔顶上升冷却冷凝方向排出气体当降至接近大气压力水平时改用真空泵顺输入端反方向进行抽真空吸附器达到解吸的最低压力水平为止经冷凝器冷凝作无使未凝气体为富甲烷气体解吸另一硫燃料气取出塔底馏分〔含和气为含量。气体送入气体产以上的烃进入脱除塔中部该品缓冲罐一部分作产品取出塔操作压力塔低温度由再沸器维广西化工第卷 年第期轻质贫汕轻馏分、重质塔底馏分图℃低温蒸馏法分离提纯油田伴生气的工艺流程图持塔顶有轻质贫油加入塔顶上升的果较差因而成本较高一般很少使用只后冷凝液回流塔顶蒸汽经回流冷凝器适用于油田开采现场生产无硫产品未凝气含肠以上作无硫产品气直接注入油井以提高采油率取出塔底馏分含入脱丙烷塔和较重烃类进中部℃该塔操作压力℃膜分离法和溶剂吸收法一,〕维持塔底温度由再沸器膜分离法有装置简单寿命长操作方塔顶温度维持器塔顶蒸汽经回流冷凝便技术先进效率高能耗低经济合理冷却冷凝液体回流塔顶未凝气等优点是当今世界上发展非常迅速的一项但是体进入胺装置进行处理产出含节能型气体分离技术膜分离法的缺因此本工艺把的轻馏分和含一的酸性气体塔点是很难得到高纯度的底馏分为轻质贫油一部分经泵循环膜分离法与溶剂吸收法结合起来前者做粗和塔进入塔另一部分进入拨顶塔分离后者做精分离中部该塔操作压力塔底膜等本工艺使用的分离膜可以是醋酸温度用再沸器维持制凝塔顶温度控纤维膜聚酞胺膜聚矾膜聚肤膜生丝℃塔顶蒸汽经回流冷凝器冷为适应大规模工业生产需要将膜做一部分回流塔顶一部分作轻质贫油馏成螺旋型或中空型构件联起来再把它们串联或并分与塔的轻质贫油馏分汇合循环使用组装成薄膜装置从拨顶塔底部取出的为以上的重质本工艺使用的溶剂为碳酸丙烯醋其特烃类点是再生能耗低投资省回收率高它本法由干设备庞大能耗较高分离效与膜分离法结合起来分离提纯是所有第卷 年第期广西化纯工分离提纯的工艺中综合能耗最低的的生产工艺流程如图所示膜分离法与溶剂吸收法组合起来分离提匹葬犷,君瀚资飞。。门下摆蠕图畔鱿摧膜分离法与溶剂吸收法组合分离提纯的工艺流程图来自薄膜装置原料混合气通过一组压缩机和相联的换压缩到热器的渗透气与被压渗透气后及少量再循环闪蒸气混合后进入薄膜装置和渗透在压缩机和相联的换热器和分别形成压缩压力从增至和以及富烃剩余气(3)气6)和9(()从薄膜装置(8)透过的气流10()在一组压缩机和相联的换热器(11)内缩后的气体与渗透气(4)及再循环闪蒸气(3018)混合进入压缩机()和相联换热器.(19)进一步压缩到276MPa再与另一股进一步压缩l2()随后通入另一个薄膜装置它的剩余富烃气(13)与剩余烃气流6;混合()再通过薄膜装置(8剩余的烃149)送入天然气液化厂()进行处理气(;和cH气分离成天然液化气(NGL);,部分CH气通入CO气提塔(3幻的底部与0闪蒸气(28)汇合后经压缩机(43)压缩.25)的闪蒸到689MPa再与来自闪蒸器〔气(26)混合经换热器(21)冷却并除去:水分后进入CO产品塔(22)的底部与Z能吸收Hs的碳酸丙烯酷溶剂逆流接触从Z塔顶得到高纯cO产品气塔底流出富含来自闪蒸设备的溶剂逆流接触汽提出CO,HZS的溶剂经泵(2)3加热至12IC加压后流经换热器2(含62%C0)与天然气液化厂(14)分离出:来的CO汇合返回原料混合气压缩系统(24)然后顺次进行闪蒸气和(31)进行闪燕脱广西化工第24卷1995年第2期::)除的CO沿相应管线返回CO产品塔(22继续处理来自闪蒸器(31)的溶剂流进::入CO汽提塔(33)用甲烷汽提出CO后Z从塔底流出富含HS的溶剂在换热器(34)加热后进入HZS汽提塔(35)的顶部为基础原料可合成出许多重要化工产品使之造福人类参考文献:[1〕李富友CO化学化学教育..~0该塔操作压力为6MP2操作温aZ5℃从塔顶部出来富HS气体经换度43~1736)冷却后热器〔进入闪蒸器(37)闪蒸Z而得到富HS产品气体塔底出来的热溶剂34)和碳酸丙烯醋泵经换热器((38)冷却后进入CO:产品塔(22)继续吸.。24...:」高大彬等CO的转化利用研究进展湖北化.19931...:〕夏景华CO综合利用的前景宁波化工1990[4〕许勇等1989...CO:化学的发展和应用化工进展一26Z收HS气体本工艺把膜分离法与碳酸丙烯醋溶剂吸:收法组合起来其分离提纯CO的成本是所有工艺方法中最低的开发低随着高功能膜技术的:膜分离提纯CO的成本将会进一步降:面大量CO排入大气态环境发生混乱后语COZ问题是当今世界的热门话题一方引起温室效应给人类社会带来危害使生;另一方面石化燃料的大量消耗造成碳资源不通过人Z.:蓝仲炽我省小氨厂变换气脱除CO技术评..述福建化工19956〕张安福.改良MDEA溶掖在脱碳中的应用.广「.西化工1995..〕万鸿斌变压吸附装置的气体分离技术化工.科技动态19928」车泰夫.应用PSA脱碳技术回收锅炉烟气中〔CO:的可行性.辽宁化工.1993.(3):3~6..:[9〕周燕浅谈石灰窑CO的综合开发利用衡.化科技1993一37.0」叶愁权等编译二氧化碳分离技术一石油伴1〔.。生气处理工艺上海交通大学出版社...11〕周忠清CO:分离回收工艺湖北化工1992〔一275」〔足给人们的生产和生活带来困难〕进藤勇治Cq丙分离回收七处理.们的积极研究化学将形成一门新兴学科一CO也解Z决了资源问题以取之不尽用之不竭的CO它的发展不仅解决了环境问题[13」化学工.:业199243(8)27一31..:王学松CO膜分离技术及其开发现状化.学世界1992..上接第19页).ewldLJ」frOL匀刁1129~1130沈慕昭.电化学基本原理及其应用0.北京.:参考文献北京师范大学出版社[l〕金属表面技术办会金属表面技术便览旧)覃海琼.应用电化学.1.桂林:广西师范大改订新版东京:日刊工业新闻社..:国家机械工业委员会高级电镀工艺学北京学出版社[2〕无机化学手册编辑委员会无机化学手册:(日)东京技报堂出版株式会社机械工业出版社