本發(fā)明涉及化工與環(huán)保領(lǐng)域，是一種有效降低生產(chǎn)能耗與降低原料消耗的方法。
背景技術(shù)：
1、對于0.8MPa有碳化設(shè)備的合成氨生產(chǎn)裝置，建設(shè)之初，變換氣全部通過碳化設(shè)備脫除二氧化碳，二氧化碳凈化氣濃度控制指標(biāo)為0.1~0.2%。由于單純生產(chǎn)碳酸氫銨影響企業(yè)銷售，通常會把部分變換氣使用變壓吸附方法脫除二氧化碳，由此生產(chǎn)一部分商品液氨，通常變壓吸附裝置出口氣體中二氧化碳濃度控制指標(biāo)為0.1~0.2%。
2、變壓吸附脫碳出口濃度控制在0.1~0.2%，采用一段變壓吸附裝置，再生氣二氧化碳濃度一般可以達(dá)到85~89%時裝置的建設(shè)成本比較少，變壓吸附凈化氣與碳化回收清洗塔出口氣直接混合送入后續(xù)壓縮工段。脫碳裝置氫氮氣損失大約為進(jìn)入變壓吸附裝置變換氣的3.4~4.9%。
3、變壓吸附脫碳出口濃度可以控制在0.8~1.0%，采用一段變壓吸附裝置，再生氣二氧化碳濃度一般可以達(dá)到91~92%時裝置的建設(shè)成本比較經(jīng)濟(jì)。脫碳裝置氫氮氣損失大約為進(jìn)入變壓吸附裝置變換氣的2.4~2.7%。對于有聯(lián)醇的合成氨廠，變壓吸附凈化氣與碳化凈化氣直接混合送入后工段。對于沒有聯(lián)醇的合成氨廠，變壓吸附凈化氣不能直接與碳化凈化氣混合直接送后工段，而是把變壓吸附凈化氣與碳化付塔出口氣混合進(jìn)入固定付塔。由于碳化付塔尾氣的凈化需要，固定付塔氨水進(jìn)口濃度控制在20~30滴度，固定付塔底部氨水濃度達(dá)到100滴度，因此，把混合氣從固定付塔鼓泡段帶出的氨氣比沒有變壓吸附凈化氣混合的時候從固定付塔帶出的氨氣多太多，導(dǎo)致回收塔稀氨水過剩嚴(yán)重，無法達(dá)到稀氨水0排放要求。夏天溫度高于35℃時，稀氨水過剩量更大。
變換氣15000NM3/H，變壓吸附出口二氧化碳0.1~0.2%，投資為100%，真空泵電耗為100%，平均氣體損失為4%。變壓吸附出口二氧化碳0.8~1.0%，投資為80%，真空泵電耗為80%。平均氣體損失為2.55%。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了減少變壓吸附氣體損失，降低變壓吸附電耗，同時減少稀氨水生成量，使稀氨水達(dá)到0排放，通過合理地利用變壓吸附脫碳設(shè)備出口氣與碳化主副塔出口氣特性不同的特點，本發(fā)明人發(fā)明了一種變換氣變壓吸附與氨水后凈化聯(lián)合脫碳的工藝。
其特征在于，整套合成氨裝置，有部分變換氣進(jìn)入碳化設(shè)備生產(chǎn)碳銨，碳化出口二氧化碳濃度控制在0.1~0.2%；部分變換氣進(jìn)入變壓吸附裝置脫碳，出口二氧化碳濃度控制在0.8~1.0%，稱為一級脫碳?xì)猓患壝撎細(xì)馑偷綄ｉT設(shè)立1個無硫稀氨水塔繼續(xù)凈化二氧化碳，最后一個稀氨水塔出口氣體二氧化碳濃度控制在0.1~0.2%，稱為凈化氣，最后一個無硫稀氨水塔氨水進(jìn)口濃度控制在30~50滴度，氨水每8小時更換20~30%，氨水溫度控制在35℃以下，無硫氨水塔出口氣體與碳化設(shè)備的固定付塔出口氣混合進(jìn)入回收清洗塔，無硫碳化氨水送變換氣碳化過程使用。
將變壓吸附出口氣送入專門設(shè)立的無硫氨水塔凈化，與等量的變換氣經(jīng)過變壓吸附裝置后直接送碳化付塔或固定付塔相比，回收清洗塔所需要送碳化設(shè)備氨水減少很多，由此可以實現(xiàn)稀氨水減少外送或外排量，基本實現(xiàn)稀氨水0排放。
具體實施方式
實施例1：某6萬噸/年合成氨裝置，0.8MPa壓力，合計3.6萬標(biāo)方/小時變換氣，2.1萬標(biāo)方/小時變換氣送碳化主塔，碳化主塔出口二氧化碳濃度5~8%送入付塔，付塔出口二氧化碳濃度0.8~1.0%送入固定付塔，固定付塔出口二氧化碳濃度0.1%送回收清洗塔。1.5萬標(biāo)方/小時變換氣送變壓吸附，凈化氣二氧化碳濃度為0.8%，凈化氣送入新設(shè)立的無硫氨水凈化塔，出口氣體二氧化碳濃度達(dá)到0.1%，無硫氨水為30~50滴度，每8小時更換20~30%，更換的無硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。無硫氨水凈化塔出口氣體與碳化設(shè)備的固定付塔出口氣混合，送碳化設(shè)備的回收清洗塔。與變壓吸附出口二氧化碳濃度直接控制在0.1%相比，真空泵電耗降低90kw，氫氮氣氣體損失減少300NM3/H。無硫氨水塔氨水泵電耗平均為0.3kw。與變壓吸附出口氣0.9%直接進(jìn)入固定付塔相比，回收清洗塔稀氨水減少40%，稀氨水基本實現(xiàn)0排放。
實施例2：某8萬噸/年合成氨裝置，1.3MPa壓力，合計4.8萬標(biāo)方/小時變換氣，3.3萬標(biāo)方/小時變換氣送碳化主塔，碳化主塔出口二氧化碳濃度5~8%送入付塔，付塔出口二氧化碳濃度0.8~1.0%送入固定付塔，固定付塔出口二氧化碳濃度0.1%送回收清洗塔。1.5萬標(biāo)方/小時變換氣送變壓吸附，凈化氣二氧化碳濃度為0.9%，凈化氣送入新設(shè)立的無硫氨水凈化塔，出口氣體二氧化碳濃度達(dá)到0.1%，無硫氨水為30~50滴度，每8小時更換20~30%，更換的無硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。無硫氨水凈化塔出口氣體與碳化設(shè)備的固定付塔出口氣混合，送碳化設(shè)備的回收清洗塔。與變壓吸附出口二氧化碳濃度直接控制在0.1%相比，真空泵電耗降低90kw，氫氮氣氣體損失減少315NM3/H。無硫氨水塔氨水泵電耗平均為0.34kw。與變壓吸附出口氣0.9%直接進(jìn)入固定付塔相比，回收清洗塔稀氨水減少40%，稀氨水基本實現(xiàn)0排放。
實施例3：某8萬噸/年合成氨裝置，0.8MPa壓力，合計4.8萬標(biāo)方/小時變換氣，2.4萬標(biāo)方/小時變換氣送碳化主塔，碳化主塔出口二氧化碳濃度5~8%送入付塔，付塔出口二氧化碳濃度0.8~1.0%送入固定付塔，固定付塔出口二氧化碳濃度0.1%送回收清洗塔。1.5萬標(biāo)方/小時變換氣送變壓吸附，凈化氣二氧化碳濃度為1.0%，凈化氣送入新設(shè)立的無硫氨水凈化塔，出口氣體二氧化碳濃度達(dá)到0.1%，無硫氨水為30~50滴度，每8小時更換20~30%，無硫碳化氨水送碳化稀氨水槽。無硫氨水凈化塔出口氣體與碳化設(shè)備的固定付塔出口氣混合，送碳化設(shè)備的回收清洗塔。與變壓吸附出口二氧化碳濃度直接控制在0.1%相比，真空泵電耗降低110kw，氫氮氣氣體損失減少360NM3/H。無硫氨水塔氨水泵電耗平均為0.5kw。與變壓吸附出口氣1.0%直接進(jìn)入固定付塔相比，回收清洗塔稀氨水減少40%，稀氨水基本實現(xiàn)0排放。
獲得相同產(chǎn)量的液氨，使用本發(fā)明，降低了變壓吸附裝置投資，降低了氫氮氣體損失，由此降低合成氨的煤消耗與電消耗，減少了稀氨水外送量，基本實現(xiàn)稀氨水0排放，符合國家提倡的節(jié)能環(huán)保政策。