液氮洗培训教材.pdf

目 录 1 概述2 2 基本原理2 3 工艺流程说明12 4 主要控制回路及操作要点 14 5 工艺与设备特点17 6 生产过程中一般事故及处理 20 7 全国相同装置工艺流程情况，以及在实际生产中改动情况，试车及生产过 程中出现的问题22 第 1 页，共 23 页 1 概述 来自低温甲醇洗工段的净化气中含有对氨合成反应不利的一氧化碳及徽量的二氧化碳、 水、甲醇等杂质，本工段需对它们分别脱除，完成合成气的最终精制。 微量的二氧化碳、水、甲醇可很容易地通过分子筛吸附脱除掉。而一氧化碳既非酸性， 又非碱性，在各种溶解液中的溶解度甚小，所以除去一氧化碳并不十分容易。目前合成工业采 用的有三种方法：(1)铜氨溶液吸收法；(2) 甲烷化法；(3)液氮洗涤法。结合我厂的工艺过程， 采用液氮洗涤工艺十分经济合理。其优点有： (1) 一氧化碳净化程度高； (2) 可脱除甲烷、氩等杂质，可得到纯度很高的精气，使合成回路不必进行驰放或只进行 少量驰放。 2 基本原理 一、 吸附与脱附过程 1．气体的吸附 气体的吸附是指气体中的一种或几种组份在与多孔性固体吸附剂接触而被吸着的现象。 气一固相表面存在的吸附作用，是因为在两相边界上的气体分子所经受的吸力不同，这种力不 平衡现象使得气体分子或是被吸附剂吸附，或是从吸附剂表面脱附，从而构成了气体的吸附和 脱附工艺。 吸附质与吸附剂之间不发生化学反应。通常将吸附分为物理与活性吸附两种。物理吸附 是由于分子间的相互吸引力所引起的，此力称为范德华力。物理吸附的吸附热一般不大，数值 范围接近冷凝热。物理吸附无选择性，即除了表面状况之外，吸附剂的本身性质不起作用。物 理吸附是完全可逆的。吸附引力的大小取决于： ●吸附剂表面的构造（微孔率） ； ●吸附质的分压 ； ●吸附时的温度。 ●与制作吸附剂的材料性质也有关。 吸附伴随着放热，是一种可逆的现象。类似于凝结： X3 P$ X Z! C) I8 V ●如果增加压力，吸附能力增加 ； ●如果降低温度，吸附能力增加。 因此，在吸附时，要使压力升到最高，温度降到最低。解吸时，则要使压力降到最低 ， 温度升到最高。 活性吸附是由于吸附质主附剂两者分子相互作用形成表面结合物。这种结合物不是一般 形式的结合物，吸附剂表面分子本身仍留在吸附剂的晶格上。活性吸附进程缓慢，相间平衡持 续时间长。活性吸附过程中需要升高温度作为活化条件。升高温度也可以大大地提高活性吸附 的速度。活性吸附具有选择性，即在吸附质与吸附剂构成表面结合物中，吸附剂本身的性质起 决定作用。活性吸附是不可逆的。 吸附法的工业应用具有如下一些优点：吸附剂具有高的吸附能力，特别是在吸附质的分压 很低的情况下，采用吸收法净化在 发生困难， 经济上也不合理，此时吸附剂能成为理想的气 体净化剂。当在吸附质含量很低的情况下，能用较小数量的吸附剂处理很大体积的气体。由于 固体吸附剂本身的稳定性，它不会二次污染工艺原料气。 2 ． 吸附剂 第 2 页，共 23 页 用作工业生产的气体吸附剂，是多孔性的固体，要求其有大的单位表面积和吸附容量， 结构稳定，有足够的机械强度，具有选择性吸附的能力，并且较易再生。符合这些特性的气体 吸附剂有硅胶、活性氧化铝、活性铁矾土、活性炭以及分子筛等多种。下面主要介绍分子筛。 分子筛的化学组成可用以下的实验式表示： M Al O xSiO yh O 2/n · 2 3 · 2 · 2 M 是金属离子，n 是 M 的价数，x 是 SiO 的分子数，也是 SiO /Al O 的摩尔比，y 是水分