[English]
  • 技术创新与交流
技术创新与交流

当前位置:首页 >> 技术创新 >> 技术创新与交流

CO干燥装置在TDI生产中的应用
发布者:沧州大化集团TDI公司造气车间 孟志成 兰雁永 高志勇     更新时间:2014-10-23

摘要:简要介绍了CO干燥装置在TDI生产中的应用,通过变温吸附(TSA)技术脱除CO产品气中的水分,降低对光气合成反应器前管道的腐蚀,减少管线的泄露及堵塞,保证光化合成装置的安全稳定运行。本套装置操作简单,自动化程度高,能耗低,具有较高的环保效益和经济效益。

关键词:干燥装置  变温吸附  TSA

1 前言

沧州大化集团TDI有限责任公司车间净化装置产品CO的露点为-30℃左右,CO产品气露点升高对后系统光化合成装置的危害是严重的,CO露点升高,输送到光气合成装置的CO气体中水含量高,含水的CO在光气合成和氯气混合后,在进入光气合成反应器前的管道内,氯气和水反应生成次氯酸和盐酸,盐酸和管道中的铁反应生成氯化铁,对管道产生腐蚀,氯化铁生成量增加后还会堵塞光气合成反应器的进料管线。

近年表现出来的具体危害主要有:

A、腐蚀容易造成管线阀门出现漏点,氯气、CO或光气外漏出现人身安全危害。

B、氯化铁堵塞进料管线造成光气合成进料困难,引起光气合成停车。

C、氯化铁进入光气合成反应器后,容易造成催化剂活性下降,缩短催化剂寿命。

D、光气合成混合三通处CO喷嘴腐蚀速度过快,不能满足一个检修周期(一年)的完整使用。

为了保障光化装置安全稳定运行,通过技术改造,在CO压缩机后新上一套由北京北大先锋科技有限公司建设CO产品气干燥装置,将产品CO的露点降到-60℃以下,将原系统进行优化。

2 CO干燥装置工艺原理

变温吸附(temperature swing adsorption) ,简写为TSA,利用吸附剂的平衡吸附量随温度升高而降低的特性,采用常温吸附、升温脱附的操作方法,采用温度升降的循环操作,使低温下被吸附的强吸附组分在高温下得以脱附,从而使吸附剂得到再生,经冷却后再在低温下吸附强吸附组分。

变温吸附用于常压气体及空气的减湿,空气中溶剂蒸气的回收,尤其适合在常温状态下强吸附组分不能良好解吸的分离等。如果吸附质是水,可用热气体加热吸附剂进行脱附;如果吸附质是有机溶剂,吸附量高时可用水蒸气加热脱附后冷凝回收;吸附量低时则用热空气脱附后烧去,或经二次吸附后回收。

常用的吸附剂有分子筛、硅胶、氧化铝等。

3 CO干燥装置流程介绍

3.1流程简介

TSA工序中有两台变温吸附塔T0602AT0602B,一台变温预吸附塔T0603,一台气水分离器V0631,一台加热器E0640,一台冷却器E0641,三台四通球阀KV0601KV0602KV0603,两台调节阀FC0601TC0602。变温吸附塔进气端有两台四通球阀,吸附塔出气端有一台四通球阀。变温吸附的吸附和再生在同一压力下进行,在任意时刻都有一台吸附塔进行吸附脱水,一台吸附塔在进行加热再生,另一台吸附塔在进行加热后冷却。吸附脱水后的CO产品气进入CO球罐。

T0602A塔为例对TSA各个操作步骤进行简要说明。

a吸附(A

CO压缩机来的CO产品气通过FC0601和再生气汇集后经过四通球阀KV0602进入吸附塔T0602A,在T0602ACO产品气中的水被吸附下来。经过干燥的CO产品气经过四通球阀KV0603进入CO球罐。达到设定的操作时间后,吸附塔T0602A停止吸附,转入再生步骤。

b加热再生(H

CO压缩机来的CO产品气通过流量计FI0602、四通球阀KV0601进入预吸附塔T0603,在T0603CO产品气中的水被吸附下来。从T0603流出的产品气经过加热器E0640加热到约160℃后经过四通球阀KV0603进入到T0602A中,加热T0602A中的吸附剂。从T0602A中流出的气体通过四通球阀KV0602、四通球阀KV0601,进入冷却器E0641冷却到40℃以下后,再经过气水分离器V0631将其中的大部分游离水分离出去后,返回到调节阀FC0601后。达到设定的操作时间后,T0602A停止加热再生,转入冷却步骤。

c冷却(C

CO压缩机来的CO产品气通过流量计FI0602、四通球阀KV0601、四通球阀KV0602后进入吸附塔T0602A,对T0602A降温。经过T0602A降温后的气体通过四通球阀KV0603,经加热器E0640加热到约160℃,对T0603进行加热解吸。从T0603中流出的气体经四通球阀KV0601,经过冷却器E0641冷却到40℃,进入到气水分离器V0631将其中的大部分游离水分离出去返回到调节阀FC0601后。在设定的操作时间内T0602A冷却到40℃,停止冷却步骤,准备下一循环。

三个吸附塔中T0602AT0602B都经过吸附、加热再生,冷却步骤。T0603只经过加热再生和冷却步骤。通过FC0601的调节,来控制CO产品气中用来再生的气量。

3.2工艺流程简图如下



4 CO干燥装置投用效果分析

 该套装置投用后,运行良好,脱水效果明显,121012时至1312时,对该套装置进行验收测试,下表为露点分析数据。

位置

CO压缩机出口(人工分析)

TSA装置出口(人工分析)

TSA装置出口(在线分析)

露点/

-37-40

-61-78

-73-78

与之相对应,干燥装置分离器液位在测试期间由38mm上升至62mm,脱除约90L液态水,到达了预期效果。

5 结束语

 CO干燥装置自投运以来,脱水效果明显,大大降低了CO产品气中的水分含量,降低了对光化合成装置及管线的危害。北京北大先锋科技有限公司建设的本套装置有以下几个特点:1.运行过程无产品CO气体损失,无任何废气产生;2.分离出的冷凝水可以补充进循环水系统,这样可以做到生产中无三废产生,真正的绿色生产,零污染;3.全套装置不需要动设备,维护简单。

    总之,CO干燥装置运行过程中环保、节能,它的投用,对光化合成装置意义重大。