[发明专利]一种变换气联合生产氨与纯碱的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化工与环保领域，是一种有效利用生产废气降低生产能耗与降低原料消耗的方法。

背景技术

1、对于变换气脱碳用于生产联碱的方法，一般采用液相脱碳技术，是因为液相脱碳技术氮气损失小，获得的解析气二氧化碳浓度高达96％～99％，但是液相脱碳技术能耗高，而且通常环境友好程度不如变压吸附技术。对于变换气脱碳用于生产联碱的技术，采用两段法脱碳，可以在第一段获得96％～99％浓度二氧化碳解吸气，直接用于联合碳化与液相脱碳法相比完全相同。但是二氧化碳的回收率不如液相脱碳法。因为变压吸附第二段净化气达到0.2％以下，解吸气二氧化碳浓度一般都在55％左右，而且富含氢气与一氧化碳，不能用于联合碳化，因为存在安全隐患。而且二段解吸气中氮气损失很大，要在造气过程补充比液相法脱碳更多的氮气，影响了压缩机出功率。一段法变换气变压吸附脱碳装置解吸气二氧化碳浓度达到90～95％，二氧化碳几乎全部利用来做联合碳化，净化气二氧化碳浓度可以达到0.2％以下，但是氮气损失很大，需要在造气过程补充比液相法脱碳更多的氮气，影响了压缩机出功率。

2、重碱煅烧炉的引风过程一般为负压抽出，会直接将空气引入煅烧尾气。使原本二氧化碳分解气99％以上的气体二氧化碳浓度降低到60～80％，含有氧气与氮气。

3、联碱碳化塔采用脱碳气解吸气或解析气96％以上二氧化碳浓度与煅烧气60～80％二氧化碳浓度混合，混合气压缩到0.35～0.4MPa下，进入碳化塔，碳化塔出口尾气0.3MPa二氧化碳浓度28％左右，这个气体含有氧气与氮气，无法综合利用。

发明内容

一种利用变换气生产合成氨与联碱的工艺，采用一段变压吸附法分离二氧化碳，其特征在于，把变换气变压吸附1分离出来的二氧化碳气体浓度控制在90％～95％称为富二氧化碳气一，同时获得二氧化碳浓度低于0.2％的氨合成气用于生产合成氨，富二氧化碳气一中的氢气与一氧化碳浓度控制在0.5％以下其余为氮气，富二氧化碳气一出变压吸附1的压力控制在0.01MPa，这样设立的变压吸附避免了两段法二氧化碳收率不高，同时55％浓度的解吸气不能利用大尴尬局面。投资也大大低于两段法变压吸附。而且操作比两段法简便，投资也更低。本发明的方法，氮气不在造气过程中补充，也不需要使用外能补充纯氮，而是利用碳化塔出口气补充氮气，大大节约了压缩功，而且保证了煤气压缩机的出力率。如果不设立本发明的富二氧化碳气二通入重碱煅烧炉正压保护，或不回收利用碳化塔尾气，一段法脱碳损失大于两段法的有效气损失，将更为不合理。

富二氧化碳气二通入重碱煅烧炉正压保护煅烧引风过程，使引风过程不会吸入空气，从而克服了煅烧炉尾气含氧气不便利用的问题。富二氧化碳气二与重碱分解气混合，从煅烧炉引出，与富二氧化碳气一混合称为混合气，压缩到0.35～0.4MPa，进入联合碳化塔生产联碱，混合气在联碱碳化过程中二氧化碳被大部分吸收，排放的尾气大约在0.3MPa，尾气主要气体成分为二氧化碳28％，还有大量氮气、少量氢气与一氧化碳。

碳化尾气有0.3MPa压力，二氧化碳浓度28％，采用变压吸附2把尾气中的二氧化碳分离提浓到90％以上而且不含氢气与一氧化碳，这个技术是常规技术。如果把二氧化碳净化到0.2％，解吸气二氧化碳浓度会只有50％左右，循环压缩到0.3MPa，消耗的能量会比较大，而且氢氮气回收率不够高，而把二氧化碳净化浓度提高到5％左右，解吸气二氧化碳浓度可以达到90～95％，称为富二氧化碳气二，同时获得0.28MPa、二氧化碳浓度低于5％的贫二氧化碳尾气。

5％浓度的贫二氧化碳尾气直接均压回变压吸附1装置会破坏吸附过程，因此继续使用变压吸附3分离，获得0.25MPa二氧化碳浓度低于0.2％的氮氢一氧化碳气称为回收气，把回收气均压送入变换气分离二氧化碳变压吸附1装置的某一个对应的均压步骤，这样就回收了变压吸附1装置损失的大部分氮气，从而避免了造气阶段补充氮气或则另外补充纯氮的过程。本发明合理利用了碳化塔出口排空气体的0.3MPa能量分离回收氮气，避免了能量浪费。

损失的变压吸附3仍然有一部分0.01MPa的二氧化碳浓度25％左右的气体排入大气，该气体仍然可以压缩回收氮气与二氧化碳，但是需要压缩，不如直接排空比较合算。

具体实施方式