堿洗塔
| 產(chǎn)品型號： |
Φ1400 |
| 品 牌： |
棗強(qiáng)康泰 |
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| 所 在 地： |
河北衡水 |
| 更新日期： |
2025-01-19 |
堿洗塔堿液的濃度越高,CO2在洗滌液中的物理溶解度S越大,吸收酸性氣體的能力愈強(qiáng),并可使新鮮堿液加入量及堿液的排出量下降。但堿液濃度提高會涉及兩個方面的問題:
一是隨著堿用量的降低,為不影響氣液相的接觸必須提高洗滌液的循環(huán)次數(shù),勢必增加操作費(fèi)用;
二是堿液濃度提高會降低Na2CO3溶解度,不僅粘度增加,輸送困難,而且反應(yīng)后的Na2S和Na2CO3也易沉淀析出而堵塞管道。
同時,如果堿液無法完全反應(yīng),則產(chǎn)生過多的廢堿,處理困難,操作費(fèi)用也增加。
隨著堿液濃度的提高,裂解氣中烯烴的聚合速度也會加快,黃油生成也會給操作帶來困難。堿洗塔堿液的濃度低,CO2在洗滌液中的物理溶解度S小,吸收酸性氣體的能力下降,脫除酸性氣體所需的塔板數(shù)增加。
因此,堿液濃度的選擇應(yīng)保證一定的吸收速度,又使洗滌的循環(huán)次數(shù)不多。
堿洗塔堿洗分強(qiáng)堿、弱堿兩段洗滌,強(qiáng)堿段堿液濃度設(shè)計為8%～10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),弱堿段堿液濃度設(shè)計為1%～3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
酸性氣體的脫除
1. 裂解氣中的雜質(zhì)氣體類型
由表1-23的數(shù)據(jù)可以看出，裂解氣中含有的少量硫化物、二氧化碳、一氧化碳、乙炔、丁炔以及水等雜質(zhì)
2. 裂解氣中的酸性氣體類型
裂解氣中的酸性氣體，主要是二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)。另外還有少量的有機(jī)硫化物。
3. 裂解氣中的硫化氫(H2S)氣體來源
裂解氣中的硫化氫(H2S)，一部分是有裂解原料帶來的，一部分則是裂解原料中的有機(jī)硫化物分解生成的。
4. 裂解氣中的二氧化碳(CO2)氣體來源
裂解氣中二氧化碳(CO2)的來源主要有：
(1)二硫化碳和氧硫化碳在高溫下與稀釋水蒸氣發(fā)生水解反應(yīng)
CS2+2H2O---->CO2+2H2S
COS+HO2---->CO2+H2S
(2)裂解爐管中的焦碳與水蒸氣發(fā)生如下反應(yīng)
C+2H2O---->CO2+2H2
(3)烴與水蒸氣發(fā)生如下反應(yīng)
CH4+2H2O---->CO2+4H2
5. 裂解氣中酸性氣體的危害
這些酸性氣體含量過多時，對分離過程會帶來如下的危害：
硫化氫能腐蝕設(shè)備管道，并能使干燥用的分子篩壽命縮短，還能使加氫脫炔用的催化劑中毒；
二氧化碳能在深冷的操作中結(jié)成干冰，堵塞設(shè)備和管道，影響正常生產(chǎn)；二氧化碳和硫化物會破壞聚合催化劑的活性；二氧化碳在循環(huán)乙烯中積累，降低乙烯的有效壓力，從而影響聚合速度和聚乙烯的分子量。
6. 脫除酸性氣體的方法
工業(yè)上常用化學(xué)吸收法，來洗滌裂解氣。
對于吸收劑的要求是：
⑴對硫化氫和二氧化碳的溶解度大，反應(yīng)性能強(qiáng)，而對于裂解氣中的乙烯，丙烯的溶解度要小，不起反應(yīng)；
⑵在操作條件下蒸氣壓低，穩(wěn)定性強(qiáng)，這樣吸收劑損失小，也避免產(chǎn)品被污染；
⑶ 粘度小，可節(jié)省循環(huán)輸送的動力費(fèi)用；
⑷ 腐蝕性小，設(shè)備可用一般鋼材；
⑸ 來源豐富，價格便宜。
工業(yè)上已經(jīng)采用的吸收劑有氫氧化鈉（NaOH）溶液，乙醇胺溶液，N-甲基吡咯烷酮等。
管式爐裂解氣中一般硫化氫和二氧化碳含量較低，多采用氫氧化鈉溶液洗滌方法，簡稱堿洗法。
下面介紹堿洗脫除酸性氣體的方法。
(一)堿洗法原理
堿洗法的原理是將裂解氣中的硫化氫和二氧化碳等酸性氣體，還有硫醇、氧硫化碳等有機(jī)硫化物與氫氧化鈉溶液發(fā)生下列反應(yīng)而除去，以達(dá)到凈化的目的。
CO2+2NaOH--->Na2CO3+H2O
H2S+2NaOH--->Na2S+2H2O
COS+4NaOH--->Na2S+Na2CO3+2H2O
RSH+NaOH--->RSNa+H2O
反應(yīng)生成的Na2CO3 、Na2S、 RSNa等溶于堿液中。
(二)堿洗法流程
堿洗法脫除酸性氣體的工藝流程圖見圖1-25。
裂解氣首先進(jìn)入堿洗塔底部，堿洗塔分成四段：
*上段為水洗，用以除去裂解氣中夾帶的堿液；
其余三段為堿洗段：
上段堿洗用10～15%的堿液
第二段堿洗用５～7%的堿液
*下段堿洗堿液濃度為1～3%。
塔底排出的廢堿液中含有硫化物，不能直接用生物化學(xué)方法處理，由水洗段排除的廢水稀釋后，送往廢堿處理裝置。
（三）堿洗塔操作條件
下面舉出一種堿洗塔的操作條件
塔內(nèi)壓力………………1.0MPa
塔內(nèi)溫度………………40℃
補(bǔ)充堿液濃度…………30%NaOH
注：本章內(nèi)所有壓力都是絕對壓力
堿洗塔操作壓力一般為1.0～2.0MPa，上述壓力條件1.0MPa是堿洗塔位于壓縮機(jī)三段出口處的，如果堿洗塔位于壓縮機(jī)的四段出口處，則堿洗塔的操作壓力約為２.0MPa。
顯然從脫除酸性氣體的要求來看，壓力大有利于操作，吸收塔的尺寸小，循環(huán)堿液量小。
堿液溫度一般為30～40℃，溫度低不利于脫除有機(jī)硫，而且C4以上的烴類也會冷凝下來，進(jìn)入到堿液中去。
但是，為節(jié)省堿液的用量，塔底堿液的濃度可以控制得比較低，以利于堿液與硫化氫和二氧化碳發(fā)生如下反應(yīng)：
H2S+NaOH---->NaHS+H2O
CO2+NaOH---->NaHCO3
從上述反應(yīng)中可以看出，生成上述產(chǎn)物，比生成Na2CO3和Na2S反應(yīng)能節(jié)省堿液的用量。
因此，如果裂解氣中硫化氫(H2S)和二氧化碳(CO2)的含量不高時，采用堿洗法是簡單和經(jīng)濟(jì)的。
如果裂解氣中含有較高的硫化物時，還采用堿洗法，則是不經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)閴A液不能回收，硫含量高，耗堿量就很大，這時，可考慮選用乙醇胺水溶液作為吸收劑，脫去硫化氫和二氧化碳，這是一個可逆吸收過程，吸收劑可以再生。反應(yīng)方程式如下：
25～45℃-
2HOCH2CH2NH2+H2S<========> (HOCH2CH2NH3)2S
<- 110～130℃
25～45℃->
2HOCH2CH2NH2+CO2+H2O<========>(HOCH2CH2NH3)2CO3
<- 110～130℃
乙醇胺水溶液對脫除有機(jī)硫效果比較差，可以將堿洗法和乙醇胺水溶液吸附法結(jié)合起來，首先應(yīng)用乙醇胺水溶液脫去酸性氣體，然后用堿洗方法進(jìn)一步將硫化物脫除干凈，這兩種方法結(jié)合起來，可以收到比較好的凈化效果。
