[发明专利]一种能实现醇氨比可调的变压吸附脱碳方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及变压吸附脱碳领域，具体地说是一种能实现醇氨比可调的变压吸附脱碳方法及设备。

背景技术

变压吸附是现有技术中最为成熟的脱碳工艺之一，已在工业生产中得到广泛用。

目前，变压吸附脱碳在化肥厂主要有一段式变压吸附脱碳工艺、两段变压吸附脱碳工艺两种应用方式。一段式变压吸附脱碳工艺主要由一段变压吸附机构、精脱硫机构构成，单纯脱除变换气中的CO₂，获取净化气用于生产甲醇，不回收CO₂。两段变压吸附脱碳工艺主要由一段变压吸附机构、二段变压吸附机构、精脱硫机构、一次顺放气管路、二次顺放气管路构成，从非吸附相获取净化气用于生产合成氨，同时从吸附项中获取高纯度的CO₂用于尿素生产。

上述两种应用方式得到的净化气虽然能够分别适应甲醇和合成氨的生产要求，但仍然存在以下不足：一、单一设备无法满足甲醇和合成氨生产的市场波动；二、两种工艺方式需要两套相互独立的设备分别实现，设备购置、安装及运行成本巨大。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种能实现醇氨比可调的变压吸附脱碳方法。

本发明进一步的技术任务是提供一种能实现上述方法的设备。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种能实现醇氨比可调的变压吸附脱碳方法，其特点是以两段式变压吸附工艺为主线，在两段式变压吸附工艺的一段变压吸附机构与精脱硫机构之间设置副线，通过管路闭合组件控制是否将两段式变压吸附工艺的二段变压吸附机构并入生产。

断开主线、开启副线，以一段吸附——精脱硫工艺，实现甲醇模生产模式。

开启主线、断开副线，将二段变压吸附机构并入生产，以一段吸附——二段吸附——精脱硫工艺，实现合成氨生产模式。

所述两段式变压吸附工艺可是现有技术中的两段变压吸附脱碳工艺，也可以由现有技术中的一段式变压吸附脱碳工艺的工艺设备改造而来。

为了提高本发明方法的灵活性，可以通过以下控制方式实现醇氨比例的调整：

以主线(即一段吸附——二段吸附——精脱硫工艺)进行脱碳处理时，

首先，通过调整变换工段的变换率，实现变换气中H₂、CO和CO₂的调整，

然后，通过延长一段变压吸附机构的吸附时间，提高中间气CO₂含量，进而增加净化气中CO₂的含量；或者通过缩短一段变压吸附机构的吸附时间，降低中间气CO₂含量，进而减少净化气中CO₂的含量。

所述变换工段指现有技术中的合成氨变换工段。在该工段中，原料中的CO与水蒸汽反应生成CO₂、H₂。通过调整变换工段的变换率，可实现变换气中CO₂含量在13-27％之间的调整。变换率的调整方法为本领域技术人员公知的技术内容。

为了实现最为全面的管路闭合控制，优选在两段式变压吸附工艺的一段变压吸附机构与二段变压吸附机构之间、二段变压吸附机构与精脱硫机构之间、一次顺放气管路上、二次顺放气管路上、以及副线上均设置管路闭合组件。

所述管路闭合组件可以是阀门和/或8字盲板，优选为阀门和8字盲板组合使用，以达到动火检修条件。

能实现醇氨比可调的变压吸附脱碳设备，包括一段变压吸附机构、二段变压吸附机构及精脱硫机构，一段变压吸附机构、二段变压吸附机构及精脱硫机构依次串接，一段变压吸附机构与二段变压吸附机构之间设置有一次顺放气管路和二次顺放气管路，其特点是一段变压吸附机构与精脱硫机构之间设置有副线管道，通过管路闭合组件控制是否将二段变压吸附机构并入生产。

作为优选，在一段变压吸附机构与二段变压吸附机构之间、二段变压吸附机构与精脱硫机构之间、一次顺放气管路上、二次顺放气管路上、以及副线上均设置有管路闭合组件。

所述管路闭合组件可以是阀门和/或8字盲板，优选为阀门和8字盲板组合使用。

本发明的能实现醇氨比可调的变压吸附脱碳方法及设备与现有技术相比具有以下突出的有益效果：

(一)一套设备可实现多种生产工况，既可以通过调整工艺参数调整净化气成分组成，实现醇氨产量可按一定比例进行调整；又可以将其调整为净化气成分能适应生产一种产品：100％产醇或100％产氨，实现两种产品生产的完全可逆，设备投资少，产品适应面广；