Trong khí sau biến đổi thường có khoảng 18 - 35% CO2, nó làm cho xúc tác tổng hợp bị nhiễm độc và gây nhiều khó khăn cho quá trình loại bỏ CO bằng dung dịch đồng: CO2 kết hợp với NH3 trong dung dịch axêtat ammoniac đồng để tạo thành muối cacbonat amon kết tinh, làm tắc thiết bị, đường ống. Ngoài ra CO2 còn làm nguyên liệu cho các qúa trình khác như: tổng hợp Urea, sôđa, bột nở, băng khô...Do đó CO2 trong khí cần được loại bỏ và được thu hồi tận dụng. Có nhiều phương pháp loại bỏ CO2 nhưng dùng phổ biến hiện nay là dùng dung dịch MEA (mono ethanol amin : OH - CH2 - CH2 - NH2 viết tắt là RNH2 ) hấp thụ CO2.
1. Nguyên lý quá trình hấp thụ:
CO2 + 2RNH2 + H2O ↔ R(NH3)2CO3 + Q CO2 + R(NH3)2CO3 + H2O ↔ 2RNH3HCO3 + Q
Với mức độ cacbonat hoá không lớn lắm thì CO2 tác dụng với MEA thành một dạng axit như sau:
CO2 + RNH2 = RNHCOO - + H+
Và một phần CO2 hoà tan vật lý trong MEA.
Khi gia nhiệt tái sinh, CO2 thoát khỏi dung dịch theo phản ứng sau: RNH3HCO3 = RNH2 + CO2↑
2. Lưu trình công nghệ:
a. Lưu trình khí:
Khí chuyển hoá có áp xuất 20 - 22at sau khi qua thiết bị làm lạnh, phân ly có nhiệt độ 400C đi vào đáy tháp hấp thụ kiểu đĩa có tấm lỗ, hoặc kiểu đệm tiếp xúc ngược chiều với dịch MEA từ trên xuống. Từ lưng chừng tháp phần lớn CO2 đã bị hấp thụ hết. Khí được qua bộ tách bọt ở đỉnh tháp và ra tháp rửa phân ly kiểu đĩa. ở đây mù dung dịch được tách ra, khí tinh chế có nồng độ CO2 < 0,5% được đưa qua công đoạn sau.
b. Lưu trình dịch:
Dịch ra ở đáy tháp gọi là dịch giàu, có nhiệt khoảng 700C được dẫn tới trao đổi nhiệt giàu nghèo. ở đây dịch giàu được dịch đã tái sinh (dịch nghèo) có nhiệt độ 100 - 1100C đi đến truyền nhiệt gián tiếp ở thiết bị kiểu ống chùm. Dịch giàu được gia nhiệt đến 90 - 950C qua van điều tiết giảm áp vào đỉnh tháp tái sinh. Sau giảm áp này đã có khoảng 50 - 60% CO2 thoát ra. Phần dịch giàu được đi từ đỉnh tháp xuống đáy tháp, ở đáy tháp có bộ sôi lại. Dịch được gia nhiệt đến nhiệt độ 110 - 1150C thoát hết CO2 ra tái sinh lại dung dịch MEA. Dịch nghèo sẽ qua trao đổi nhiệt giàu nghèo giảm nhiệt độ xuống còn 900C và vào bơm dung dịch tăng áp đến 27- 30 at. Qua làm lạnh bằng nước giảm nhiệt độ xuống còn 40 - 500C và đi hấp thụ CO2. Khí CO2 có độ thuần >99,5% được làm lạnh, phân ly phần dịch ngưng có nồng độ MEA khoảng 0,5 - 1 % được quay trở lại bổ xung cho tháp tái sinh. Khí CO2 có nhiệt độ khoảng 400C, áp xuất 0,3 - 0,4 at được cấp đi công đoạn nén CO2 để tổng hợp Urea.
3. Các thiết bị chính:
Φ = 1.800mm; H = 24.850mm
Cấu tạo: Là tháp hình trụ kiểu đĩa phao nổi, có 25 tấm sàn phao nổi chảy tràn hai bên. Phần đỉnh tháp có bộ khử bọt bằng thép không gỉ cuốn kiểu tay áo (Φ = 1.200).
b. Tháp tái sinh:
Φ = 2.400mm; H = 33.200mm.
Cấu tạo: Là tháp hình trụ kiểu đĩa phao nổi, có 24 tấm sàn phao nổi chảy tràn hai bên, phía trên có ba tấm tràn phao nổi chảy tràn một bên, đỉnh tháp có bộ tách mù.
4. các chỉ tiêu công nghệ:
- áp suất khí vào hấp thụ: ≤19 kg/cm2
- áp suất đỉnh tháp tái sinh: ≤ 0,4 kg/cm2
- áp suất đáy tháp tái sinh: < 0,7 kg/cm2
- áp suất hơi nước vào sôi lại: 3 ÷ 4 kg/cm2
- Nhiệt độ dung dịch vàp hấp thụ: 400C ÷ 500C
- Nhiệt độ khí vào hấp thụ: ≤ 400C
- Nhiệt độ dung dịch ra tái sinh: 109 ÷ 1120C
- Nhiệt độ khí CO2 ra phân ly: ≤ 400C
- Nhiệt độ khí ra tháp rửa khí: ≤ 400C
- Nhiệt độ dung dịch vào bơm: ≤ 950C
- Thành phần dịch:
+ MEA: ≤ 23% khối lượng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ H2O: 80 ÷ 78 %
-CO2 trong khí tinh chế: < 0,5%
- CO2 sau tái sinh: ≥ 98,5%
- CO2 trong dịch nghèo: 3 ÷ 4 % khối lượng