D. Cương vị Khử CO
E. Cương vị Khử vi lượng khí
Nhiệm vụ:
Cương vị Khử vi lượng khí có nhiệm vụ hấp thụ gần như triệt để các chất khí gây ngộ độc xúc tác tổng hợp NH3 như CO, CO2, H2S, O2 …bằng dung dịch acetate amoniac đồng. Sau đó gia nhiệt giải phóng thu hồi hầy hết các chất khí bị hấp thụ, đồng thời điều chỉnh tỷ lệ đồng đảm bảo theo chỉ tiêu cho phép, phục hồi các thành phần và tính năng ban đầu của dung dịch hấp thụ, rồi làm lạnh, tăng áp cho tuần hoàn trở lại hấp thụ.
Nguyên lý của q trình khử vi lượng khí:
− Các phản ứng xảy ra:
Cu(NH3)3Ac + CO + H2O → Cu(NH3)3Ac.CO + Q 2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 + CO2 + H2O → 2NH4HCO3
2Cu(NH3)3Ac + 4NH3 + 2Hac + 1/2O2 → 2Cu(NH3)4(Ac)2 + H2O + Q 2NH4OH + H2S → (NH4)2S +2H2O + Q
− Các yếu tố ảnh hưởng:
+ Nhiệt độ;
+ Áp suất;
+ Thành phần của dung dịch acetate amoniac đồng (Tổng đồng và tỷ lệ đồng, nồng độ NH3, nồng độ HAC, lượng CO và CO2 cịn lại).
Lưu trình cơng nghệ:
Khí tinh chế từ đoạn Vcủa máy nén 6 cấp có áp suất 12 MPa, nhiệt độ ≤ 40oC vào tháp đồng đi từ dưới lên, dung dịch acetat đồng amoniac từ cửa ra của bơm có áp suất 13MPa đi từ trên xuống. Dung dịch đồng hấp thụ hầu hết các chất khí gây độc hại cho xúc tác tổng hợp NH3 như CO, CO2, H2S, O2. Khí tinh luyện ra khỏi tháp đồng được đưa vào tháp kiềm hấp thụ bằng nước NH3 có nồng độ từ 5÷10%. Khí ra khỏi tháp kiềm có hàm lượng CO+CO2< 20ppm đi vào đoạn VI của máy nén 6 cấp.
Khí tái sinh ra khỏi tháp hồi lưu, qua phân ly bọt rồi đi vào tháp rửa nước để hấp thụ NH3 trong khí tái sinh, đi sang tinh chế trước quạt khí than, cịn nước NH3 đưa qua tháp chưng thu hồi NH3 đến khi đủ lỗng thìthải xuống rãnh.
Dung dịch đồng từ tháp đồng ra, qua van điều tiết, giảm áp rồi đi vào đỉnh thiết bị hồi lưu, qua lớp đệm hấp thụ phần lớn NH3 trong thể khí từ dưới lên. Ra khỏi thiết bị hồi lưu, dung dịch đồng đi vào bộ trao đổi nhiệt với dung dịch từ thùng tái sinh đi xuống, nhưng có một phần khơng qua thiết bị trao đổi nhiệt. Ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt, dung dịch đồng tiếp tục đi vào hai bộ hoàn nguyên trên và dưới, ở đây dung dịch đồng đi trong ống và được gia nhiệt bằng hơi nước đi bên ngoài ống. Ra khỏi bộ hoàn nguyên, dung dịch đồng đi vào thùng tái sinh, tiếp tục gia nhiệt bằng hơi nước gián tiếp qua lớp vỏ bọc của thùng tái sinh và qua 9 tấm ngăn tiết lưu, ở đây lượng khí bị dung dịch đồng hấp thụ nhả ra gần hết, dung dịch đồng trở lại trạng thái ban đầu. Ra khỏi thùng tái sinh, dung dịch đồng vào thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho dung dịch đồng từ thiết bị hồi lưu xuống. Dung dịch đồng đã được tái sinh tiếp tục được qua thùng hóa đồng để bổ sung lượng đồng tổn thất hoặc có thể khơng đi qua thùng hóa đồng nhờ hệ thống van cách ly. Tiếp tục qua thiết bị làm lạnh bằng nước tuần hoàn hạ nhiệt độ xuống < 40oC. Ra khỏi thiết bị làm lạnh bằng nước, một phần dung dịch đồng được đi qua thiết bị lọc bằng than
cốc để loại bỏ các cặn bẩn trước khi vào thiết bị làm lạnh bằng NH3 để hạ nhiệt độ xuống còn 8 – 15oC, dung dịch đồng còn được bổ sung một lượng NH3 bị tổn thất trong quá trình tái sinh. Cuối cùng dung dịch đồng được qua bộ lọc vào cửa bơm, tăng áp lên 13MPa tiếp tục tuần hoàn vào tháp đồng.
Các chỉ tiêu cơng nghệ chính:
Thành phần khí vào cơng đoạn
CO ≤ 3,0% CO2 ≤ 0,5% H2S vi lượng
Áp suất
- Khí vào tháp rửa đồng kiềm : ≤ 125 kg/cm2.
- Khí tái sinh : ≤ 1.200 mm H2O
- Hơi nước vào bộ hoàn nguyên trên : < 5 kg/cm2
- Hơi nước thấp áp vào hệ thống : 0,4 4 0,6kg/cm2
- Khơng khí : > 2 kg/cm2
- Nước tuần hồn : > 2 kg/cm2
- NH3 lỏng : ≤ 16 kg/cm2
- NH3 khí vào ống cái : > 2,2 kg/cm2
- Dịch vào cửa bơm đồng : ≥ 0,7 kg/cm2
- Dịch vào cửa bơm đồng, kiềm : ≤ 130 kg/cm2. - Dầu tuần hoàn bơm đồng, bơm nước NH3 : ≥ 1 kg/cm2
Nhiệt độ
- Dung dịch đồng vào tháp : 8 ÷ 150C.
- Dung dịch đồng ra tháp : ≤ 350C.
- Khí vào tháp : ≤ 400C.
- Nước NH3 vào tháp : < 350C.
- Dung dịch đồng ra tháp hồi lưu : < 60 oC
- Dung dịch đồng ra bộ trao đổi nhiệt dưới : ≤ 65 oC
- Dung dịch đồng ra bộ trao đổi nhiệt trên : 72 ÷ 74 oC
- Dung dịch đồng phần giữa bộ tái sinh : 74 ÷ 76 oC
- Dung dịch đồng phần cuối bộ tái sinh : 76 4 78 oC
- Dung dịch đồng ra bộ làm lạnh bằng nước : ≤ 40 oC
- Dầu tuần hoàn của bơm đồng : ≤ 55 oC
- Các gối đỡ trục của bơm đồng : ≤ 65 oC
- Động cơ bơm đồng : ≤ 65 oC Thành phần khí ra tháp kiềm CO + CO2 ≤ 20ppm CO2 ≤ 3 ppm Thành phần dung dịch đồng - Tcu : 2,0 ÷ 2,5 gmol/l - TCO2 : < 2,1 gmol/l - TNH3 : 9 ÷ 11 gmol/l
- THAC : 2,5 ÷ 3,0 gmol/l
- Cu+/Cu : 5 ÷ 7
- CO cịn lại trong dung dịch đồng : 0,005 m3/m3 dịch
Nồng độ
- Nước NH4OH ra tháp rửa : khoảng 0,5%
- NH3 trong khí tái sinh : < 0,04%.
- NH3tự do trong dung dịch kiềm mới : 5 ÷ 7%
- Độ cacbonat trong nước NH3 bỏ : ≤ 13%