KHỬ VI LƯỢNG CO , CO2 h2s

37 44 0
  • Loading ...
1/37 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 25/04/2018, 11:44

KHỬ VI LƯỢNG CO , CO2 H2S 5.1 NHIÊM VỤ CỦA CƯƠNG VỊ KHỬ VI LƯỢNG:  Dung dịch sau khử CO2 khoảng 3% CO 0,5% CO2 lại H2, N2, CH4, thành phần CO2 CO gây ngộ độc cho xúc tác trình tống hợp NH3 Do trước tống hợp NH3, khí phải khử vi lượng CO CO2 Hàm lượng (CO + CO2 )< 20 PPm đạt yêu cầu Dung dịch sử dụng để hấp thụ Đồng Axêtat Amoniac  Dung dịch axetat amoniăc đồng sau hấp thụ CO, CO2, H2S, O2 khí tinh chế giảm áp, gia nhiệt để giải phóng hầu hết chất khí bị hấp thụ đồng thời điều chỉnh tỷ lệ đồng Dung dịch hồi phục thành phàn tính ban đầu; sau làm lạnh, tăng áp quay trở lại tháp hấp thụ sử dụng tuần hoàn Thao tác cương vị phức tạp, điều kiện tái sinh tốt hay xấu ảnh hưởng lớn tới trình tinh chế nguyên liệu trước đưa sang tổng hợp NH3 5.3 NGUYÊN LÝ HẤP THU BẰNG DUNG DỊCH AXETAT AMONIĂC ĐỒNG: 5.3.1 NGUYÊN LÝ HẤP THỤ CO: Trong điều kiện tồn NH3 tự do, phức Cu tác dụng với CO đế tạo thành phức chất oxit carbon axetat amoniăc đồng 1:   CU(NH3)2AC + CO + NH3 = CU(NH3)3AC.CO + Q (1) Đây q trình hấp thụ hóa học bao gồm cân phán ứng pha khí-lỏng cân hóa học pha lỏng Đầu tiên CO khí tiếp xúc với đồng hóa trị thấp Cu+ NH3 tự dung dịch lợi cho phản ứng hấp thụ Đây phản ứng thuận nghịch tỏa nhiệt, giám tích nên hạ thấp nhiệt độ, nâng cao áp suất, tăng nồng độ Cu+ NH3 tự dung dịch lợi cho phản ứng hấp thụ Hiệu suất hấp thụ thực tế đạt khoảng 45 - 55% 5.3.2 NGUYÊN LÝ HẤP THỤ CO2:  Hấp thụ CO2 dựa vào lượng NH3 tự chứa dung dịch  đồng:  2NH3 + CO2 + H2O = (NH4)2CO3 +Q (2)  Muối (NH4)2CO3 sinh tiếp tục hấp thụ CO2 đế tạo thành muối NH4HCO3:  (NH4)2CO3 + CO2 + H2O = 2NH4HCO3 + Q (3)  Hai phản ứng tỏa nhiệt nên làm cho nhiệt độ dung dịch tăng lên ảnh hưởng đến lực hấp thụ dung dịch, đồng thời muối (NH4)2CO3 NH4HCO3 dễ kết tinh nhiệt độ thấp, chí HAC NH3 tự khơng đủ gây nên kết tủa carbonat đồng CuCO3 gây tắc tháp Vỉ ngun liệu đòi hỏi CO2 khơng cao quá, phải trì đủ lượng NH3 HAC dung dịch đồng 5.3.3 NGUYÊN LÝ HẤP THỤ O2: Dung dịch đồng hấp thụ O2 dựa vào ion Cu+: 2Cu(NH3)2AC + 4NH3+ 2HAC + 0,5O2 = Cu(NH3)4AC2 + H2O +Q (4) Đây phản ứng khơng thuận nghịch, loại bỏ O2 cách triệt để Nhưng dung dịch đồng sau hấp thụ O2 Cu+ bị oxy hóa thành Cu2+, tiêu hao Cu+ làm cho lực hấp thụ CO dung dịch giảm xuống 5.3.4 NGUYÊN LÝ HẤP THỤ H2S:  Dung dịch đồng hấp thụ H2S nhờ vào NH3 tự do:  2NH4OH + H2S = (NH4)2S + H2O + Q (5)  Đồng thời H2S hòa tan dung dịch đồng kết hợp với Cu+ đế tạo thành sulfua đồng (I) kết tủa:  2Cu(NH3)2AC + H2S = Cu2S + NH4AC + NH3 (6)  Phản ứng (6) phản ứng khơng thuận nghịch, vi lượng H2S khí ngun liệu bị hấp thụ hồn tồn Nhưng việc tạo thành kết tủa Cu2S tái sinh được, gây tắc tháp, làm tiêu hao hàm lượng tống đồng, giảm lực hấp thụ dung dịch đồng mà làm độ nhớt tăng lên, dễ gây cố thể khí mang dịch vậy, u cầu hàm lượng H2S khí ngun liệu thấp tốt 5.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH HẤP THU 5.4.1 NHIỆT ĐỘ Hạ thấp nhiệt độ hấp thụ lợi cho phản ứng, tăng lực hấp thụ dung dịch đồng, nâng cao độ khí Song nhiệt độ thấp làm tăng độ nhớt dung dịch mà khiến cho kết tủa (NH4 )2CO3 dễ bị tách làm tắc thiết bị đường ống Thông thường người ta khống chế từ 8- 15 0C 5.4.2 ÁP SUẤT Nâng cao áp suất rủa đồng áp suất riêng phần CO khí tăng theo lực hấp thụ dung dịch đồng tăng lên Tuy nhiên tăng đến lúc thi lực hấp thụ không tăng hay không tăng nhiều, mà lại làm tiêu hao lượng đế tăng áp cho hệ thống người ta khống chế phân áp CO khoảng - 5kg/cm2 5.4.3 HÀM LƯỢNG NH3 Trong dung dịch đồng, NH3 tồn dạng là: NH3 tự do, NH3 phức chất NH3 cố định.Vì trị số NH3 phức chất NH3 cố định định theo ion đồng gốc acetat, TNH3 tăng NH3 tự tăng theo Khi làm tăng nhanh phản ứng hấp thụ CO Khi NH3 tự không đủ, muối phức amoniac đồng I không ổn định, xảy phản ứng oxi hóa khử tạo Cu° kết tủa Ngồi xảy tượng phân giải phức chất đồng I, tạo kết tủa CuAC 5.7.3 THỜI GIAN TÁI SINH Thời gian dừng để tái sinh thùng tái sinh dài CO CO2 nhả triệt để Dùng dịch diện thùng tái sinh đế khổng chế thời gian tái sinh, khoảng 30 - 40 phút 5.7.4 LƯỢNG NH3 BỔ SUNG Khi bố sung NH3 cao quá, phân áp NH3 thùng tái sinh cao, đồng nghĩa với việc phân áp CO giảm xuống khí tái sinh làm cho CO dễ nhả ra, gây ảnh hưởng tới q trình hồn ngun 5.7.5 PHƯƠNG PHÁP KHỬ CO DỰA VÀO PHẢN ƯNG TRÊN XT Khi Cu2+ bị khử mức làm cho tỷ lệ đồng R q cao, cần thơng khơng khí để khử phần Cu+ Cu2+.Vỡ khớ N2 làm phân áp CO giảm khí tái sinh làm giảin giá trị thu hồi khí tái sinh 5.8 ThiẾt bi quẢn lý lưu trình cơng nghỆ .5.8.1 Thiết bị ký hiệu  1- tháp hấp thụ CO  2- tháp hấp thụ CO2  3- Bơm dd đồng  4- Bơm dd Kiềm  5,6 – Cụm bơm, thùng hoà kiềm  7- thiết bị làm lạnh amoniac  8- thiết bi làm lạnh h2o  9-tháp hấp thụ NH3 thải  10- thùng tái sinh  11- t bị hoàn nguyên , truyền nhiệt  12- thùng chứa  13,14,15- hệ hòa tanđồng  16- thùng phân ly  17,18,19,20- hệ làm lạnh NH3  21,22- thùng chứa, thùng lọc NGUYÊN LÝ LƯU TRÌNH  Dung dịch đồng từ tháp hấp thụ ra,qua van điều tiết dịch diện,giảm áp tự vào thiết bị thu hồi,qua lớp đệm hấp thụ phần lớn NH phần CO,CO2trong thể khí từ lên.Sau xuống phần trao đổi nhiệt với dịch nóng từ thùng tái sinh xuống,sau nhập vào đường hoàn nguyên hoàn nguyên đường nước gia nhiệt bên ống chùm lên tới 680C.Ra khỏi hoàn nguyên dung dịch đồng thời trở lại trạng thái ban đầu xuống trao đổi nhiệt với dung dịch đồng từ từ thiết bị hồi lưu xuống.Dịch tiếp vào thùng hóa đồng để bổ sung lượng đồng bị tổn thất,đi xuống làm lạnh nước hạ nhiệt độ xuống < 400C đồng thời bổ sung lượng NH3 bị tổn thất tái sinh.hạ nhiệt độ xuống 8-150C,qua lọc vào bơm tăng lên 12,5 Mpa tiếp tục vào tháp hấp thụ sữ dụng tuần hoàn  Khi tái sinh khỏi tháp hồi lưu qua phân ly bọt vào tháp rửa nước để hấp thụ NH3 tái sinh,rồi sang tinh chế trước quạt khí than nước NH3 lỗng thải rãnh 5.8.2 LƯU TRÌNH KHỬ VI LƯỢNG CO VÀ CO2(bỏ)  Khí sau qua đoạn V máy nén cấp nén lên 130 at đưa sang tháp đồng (901) Tại đây, khí từ lên gặp dung dịch đồng tù' đỉnh tháp xuống thực trình hấp thụ Trong giai đoạn hấp thụ dung dịch đồng hấp thụ chủ yếu CO phần nhỏ CO2 Khí sau khử CO đỉnh tháp đồng (901) đưa vào đáy tháp kiềm (902) Một lần lại bị hấp thụ dung dịch kiềm NH4OH bơm từ đỉnh tháp xuống Tại tháp kiềm (902) phần lớn CO2 khí ngun liệu bị hấp thụ Như vậy, khí nguyên liệu khỏi đỉnh tháp rửa kiềm (902) thành phần là: hàm lượng CO + CO2 < 20ppm, chủ yếu N2 H2 đưa sang đoạn VI máy nén để đưa tổng hợp NH3  Dung dịch đồng sau hấp thụ CO đưa qua van giám áp đáy tháp xuống 1,7 đến at tự vào đỉnh thiết bị hồi lưu (910), qua lóp đệm hấp thụ phần lớn NH HAC thể khí lên từ thùng tái sinh (913)  Sau qua thiết bị hồi lưu (910) phần dung dịch đồng nhiệt độ từ 50 - 55°C qua thiết bị trao đồi nhiệt dung dịch đồng (914) trao đổi nhiệt với dung dịch nóng từ thùng tái sinh xuổng; lại nhập lại với dung dịch chưa trao đối nhiệt vào hoàn nguyên (912) Tại thiết bị hoàn nguyên nước bên ống chùm dung dịch bên ống gia nhiệt lên 62- 66°C (ra trao đối nhiệt dưới), từ 68 - 72°C (ra trao đổi nhiệt trên)  Thiết bị hồn ngun (912) nhiệm vụ khử Cu+2 thành Cu+, làm tỷ lệ đồng tăng lên, CO oxy hóa thành CO2 dễ nhả khỏi dung dịch để điều chỉnh tỷ lệ đồng R Sau khỏi thiết bị hoàn nguyên (912), dung dịch tiếp tục lên thùng tái sinh (913) cấu tạo rỗng gồm 13 vách ngăn đặt so le để tái sinh cách triệt để Trong thùng tái sinh, dung dịch đồng tiếp tục gia nhiệt nhờ vỏ bọc nước đặt bên ống lên 77- 79°C Nhiệm vụ thùng tái sinh thực nốt q trình khử Cu+2 thành Cu+ oxy hóa CO thành CO2 nhả khí Sau đó, dung dịch khỏi thùng tái sinh dẫn sang thiết bị trao đối nhiệt dung dịch đồng (914) làm giảm nhiệt độ xuống 66 - 68°C dẫn vào thùng hòa đồng (915) đe bố sung lượng đồng bị tốn thất Tiếp tục, dung dịch đưa sang thiết bị làm lạnh nước (916) Đây loại thiết bị trao đối nhiệt ống chùm, dung dịch ống nước phía ngồi ống Tại đây, nhiệt độ dung dịch giảm xuống 30 - 35 0C tiếp tục vào thiết bị làm lạnh dung dịch đồng NH3 lỏng (917) Cũng thiết bị trao đồi nhiệt ống chùm với NH3 lỏng bên ống Lưu ý đường dung dịch bố sung thêm lượng NH3 bị tốn thất tái sinh dịch trước vào làm lạnh NH3 lỏng làm nhiệt độ dung dịch giảm xuống -15°C Sau làm lạnh NH3 lỏng dung dịch đồng đưa vào thiết bị lọc dung dịch đồng (920) dạng lưới đế lọc bỏ tạp chất, sau vào bơm tăng áp lên 130 at tiếp tục bơm lên đỉnh tháp đồng (901) để tuần hoàn Dung dịch kiềm thùng chứa (905) nồng độ - 7% NH4OH bơm cao áp làm tăng áp suất đến 130at, đưa lên đỉnh tháp kiềm (902) đế tiến hành trình hấp thụ Sau hấp thụ CO2, dung dịch kiềm tháo khỏi đáy tháp lại đưa qua hệ thống van giám áp xuống 0,7 - l at đưa trở lại thùng chứa (905) để bơm tuần hoàn Nếu trường hợp nồng độ kiềm tháo đáy tháp khơng vượt q % tháo theo cống bổ sung lượng dung dịch kiềm vào Khí tái sinh khỏi đỉnh tháp hồi lưu (910) thành phần gồm có: CH4, Ar phần CO CO2 nhỏ Từ đỉnh tháp hồi lưu, khí tái sinh đưa qua thiết bị phân ly (911) tách bỏ dịch-nước kéo theo, đưa vào đáy tháp rửa khí (926) dùng nước mềm đế rửa khí NH3 khí tái sinh Khí tái sinh đỉnh tháp rửa khí đưa quay trở lại máy nén làm khí nguyên liệu cho q trình tống hợp NH3 Còn nước NH3 lỗng tháo đáy thiết bị rửa nước thải xuống rãnh III PHƯƠNG PHÁP RỬA CO BẰNG NI TƠ LỎNG CO hòa tan nito lỏng , dùng nito lỏng vừa tách CO vừa cung cấp nito cho dòng khí ngun liệu h2 cho tổng hợp NH3 P2 dựa nguyên lý độ hòa tan CO Nito lỏng lớn p2 gắn liền với công nghệ làm lạnh sâu Hình vẽ sau sơ đồ làm CO khí h2 tách từ phân ly khí lò cok Hỗn hợp khí CH4+ h2 qua làm lạnh tr ong thiết bị bay nito lỏng -180 độ C - -160 độ C sau vào tháp rửa Nito lỏng phun từ đỉnh tháp rửa , kiểu đĩa lỗ Trong trình ngược chiều , khí H2 làm bay III PHƯƠNG PHÁP RỬA CO BẰNG NI TƠ LỎNG Hơi N2 tạo hỗn hợp khí H2/N2 với tỷ lệ 92% h2 – 8% N2, sau bổ sung n2 đạt tỷ lệ H2/ N2 cần cho tổng hợp Nh3 3/1 Co Nito khỏi tháp rử dạng sản phẩm đáy tháp Đây phương án thường dùng cho hệ tạo rieng rẽ H2 N2 p2 làm lạnh sâu chế tạo khí nguyên liệu cho tổng hợp NH3 ... VỊ KHỬ VI LƯỢNG:  Dung dịch sau khử CO2 khoảng 3% CO 0,5 % CO2 lại H 2, N 2, CH 4, thành phần CO2 CO gây ngộ độc cho xúc tác trình tống hợp NH3 Do trước tống hợp NH 3, khí phải khử vi lượng CO CO2. .. THỤ CO2 :  Hấp thụ CO2 dựa vào lượng NH3 tự chứa dung dịch  đồng:  2NH3 + CO2 + H2O = (NH4) 2CO3 +Q (2)  Muối (NH4) 2CO3 sinh tiếp tục hấp thụ CO2 đế tạo thành muối NH4HCO3:  (NH4) 2CO3 + CO2 ... áp gia nhiệt, dung dịch đồng trước hết nhả thể khí hấp thụ CO, CO2 ,H2S Cu(NH3)3AC .CO = CU(NH3)2AC + CO + NH3 – Q (10)   (NH4) 2CO3 = 2NH3 + CO2 +H2O - Q (11)   NH4HCO3 = NH3 + CO2 + H2O –
- Xem thêm -

Xem thêm: KHỬ VI LƯỢNG CO , CO2 h2s , KHỬ VI LƯỢNG CO , CO2 h2s , 3 NGUYÊN LÝ HẤP THU BẰNG DUNG DỊCH AXETAT AMONIĂC ĐỒNG:, 4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH HẤP THU., 5 NGUYÊN LÝ TÁI SINH DUNG DICH ĐỒNG:, 7 CÁC YỂU TỐ ÁNH HƯỚNG ĐẾN TÁI SINH., 8 ThiẾt bi quẢn lý và lưu trình công nghỆ.

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay