PSA净化气脱氧技术研究与应用

PSA净化气脱氧技术 研究与应用

张元堂、 朱月、王雨、郑兵

湖北新宜化工有限公司 443000

摘要：社会经济快速发展，带动了工业的迅猛发展，但是工业生产中都会存在污染问题，对应的环保工作也要引起足够重视，化工企业的管理人员要针对这些问题进行全面管理。绿色化工技术高效、规范的运用不但可以推动和帮助我国经济、环境发展，对我国经济持续发展理念也有着重要价值。要正确掌握绿色化工技术所具有的优势与特征，将其融入化学工程当中，保证化学资源可以被重复应用，避免化学物质被大量消耗。本文具体以化工工程作为研究方向，在明确绿色化工技术概念的基础上，对绿色化工技术研究方向进行分析，并提出该技术的具体应用，以供参考。

关键词：化工工程；化工工艺；绿色化工；化工技术

引言

随着时代进步，科技发达，传统工艺的合成氨生产已经没有了市场竞争力，很多公司都寻求改进和突破。大化工艺逐渐取代了传统工艺。那么把传统工艺和先进工艺相结合，也是一个不错的思路。我公司在升级改造过程中，就把传统合成氨工艺中PSA后气体引一股加压后送至先进工艺低温甲醇洗进口。该气体中O2含量高达0.15%，H2S约1ppm，直接送入，会导致低温甲醇洗H2S析出，并会在液氮洗富集，产生安全影响，所以要上脱氧装置。这样传统工艺与先进工艺相结合，实现新旧装置的结合，达到装置最大化的利用，创造效益。

1PSA气体脱氧方案

1.1 原料气组成：

2、技术指标

工艺流程

从 考察情况来看，为了延长脱氧剂使用寿命，需要在脱氧之前预先水解COS，并进行精脱硫，减少硫对脱氧剂的影响。所以我公司设计流程建议流程如下：

流程简介

PSA后压缩机加压来净化气，先经过换热，常温水解，精脱硫后，预热，加热，脱氧，换热，水冷之后进低温甲醇洗系统。由于压力较高，水解剂建议采用强度较高的镁铝尖晶石为载体。脱硫剂建议采用氧化锌。脱氧剂采用钯基脱氧剂。脱氧可采用脱氧剂O-346，该脱氧剂抗一氧化碳中毒性能强，脱氧反应温度大为降低，在160-220℃能达到脱氧指标。脱氧空速为5000-10000/h，脱氧剂的装量为5-10立方米，使用寿命3年以上。设计时，将脱氧塔前的加热器的加热能力提高160-220℃，脱氧剂原始开车预活化温度需要，正常生产时在160℃即能达到指标，最大程度降低能耗。对高浓度CO气中含有的微量O₂的脱除，常规的Pd/Al₂O₃脱氧剂易发生CO中毒，脱氧合格温度高达250℃，过程易发生CO歧化反应，使催化剂表面结炭。本技术脱氧剂具有抗CO中毒的性能，在远低于CO歧化反应温度下即可将氧脱除。

3化工工程工艺中的绿色化工技术

3.1催化技术

在化学工程与工艺中，催化技术是核心。当前，化工企业在化学产品生产过程中，往往是采取化学催化剂来提高化学反应速度。而针对传统化学工艺来说，部分化工企业为了减少化工成本，往往会在各个环节缩减成本，催化剂的不合理选择就是重要方面之一，通过选择性能不达标催化剂虽然可以为化工企业暂时性地降低化工生产成本，但是这类催化剂的使用会直接影响化工产品质量，且不利于化工原材料利用率的最大化。而绿色催化技术的应用，虽然要消耗一定的成本，但是可以大幅度提高催化剂的使用率，进而可以确保化工产品质量的基础上，提高化工生产效率，并可以减少化工污染，实现化工企业经济效益和生态效益的协调发展。近年来，我国对化工行业发展的重视度与日俱增，中国化工研究趋向于多元化发展，并取得了一个接一个的研究成果。在此背景下，我国绿色催化技术呈现出高速发展的态势。现如今，在化工生产中普遍使用的催化技术以固体催化剂为主，避免了废水、废气等物质的污染，从而可以起到保护环境的作用。

3.2清洁技术

清洁技术属于绿色化工工艺的一种，在优化自然环境保护方面优势显著。因为化工工程中多伴随工业废弃物出现，而应用清洁技术，借助绿色催化技术，并配合临界流体技术，可有效实现危废处理，使废弃物得以重新循环利用，在降低污染方面作用明显。同时，在工业生产过程中，合理使用风能、太阳能，还能够进一步对生产废料加以处理，并实现废料的二次利用。以海水淡化技术为例，通过将其应用到化工工程中，能够解决当前淡水资源匮乏的问题，并进一步提升生活用水质量，提高居民用水安全性。同时，借助有效化学方法，可在海水中将盐提取出来，并加以隔离处理，有利于促进食用盐生产。

3.3生物技术

生物化工技术同样属于绿色化工技术，目前，该技术在化工工程中的应用较为常见，包括基因、微生物等技术在内，在保护自然环境方面具有至关重要的作用。具体而言，生物酶除具有转移性外，还具有高效性的特点，可在生物体内充当催化剂使用，因此，在大部分生物中，为有效优化化工合成操作，有机添加生物酶，提高合成效率以及质量。同时，在化工工程中，通过应用化学仿生学技术这一生物技术，借助再生资源，可有效完成相关化学品合成操作，进而在最大程度上降低污染，提高处理绿色性。例如，生物化工技术还能够进一步优化丙烯酰胺制备，进而完成其合成工作，在减少能源损耗的基础上，促进环境保护，进而实现一举两得。

3.4环境友好型产品

环境友好型产品，主要是指产品的生产制造全过程中都没有任何污染的产品。实际化学生产过程中，环境友好型产品的生产不涉及到毒害材料，可借助化学工程生产的节能设备。一般社会生活中常见的环境友好型产品包括绿色有机产品、绿色新能源电动车等。众所周知，国内自然资源丰富，但是人均占有量较少，导致中国成为了人均资源短缺的国度。传统能源应用中，主要借助柴油、汽油，但是上述能源的提炼过程中不可避免地会消耗大量资源，同时汽车还会排放有害气体，为此，可借助新型绿色乙醇工艺进行汽油的加工生产，逐步淘汰传统柴油能源。

3.5合理选择化学催化剂

化学催化剂得到了化工生产的广泛应用，通过对化学催化剂的使用有助于提高化学反应速率，进而提高产品的质量及生产水平。但是采用化学催化剂可引发环境污染问题，不利于环境治理工作的展开。主要原因在于应用化学催化剂会导致大量毒害物质产生，如果未采取科学合理的处理措施，可导致毒害物质对周围环境造成严重污染。因此在实际工作过程中需要合理选择化学催化剂，选择过程中尽量选择纯化学催化剂，减少有毒害物质的产生量，降低化工生产成本，减少对环境的污染。

结束语

近年来，国内生态环境越来越恶劣，对社会的可持续发展产生了负面影响。为了改善这一问题，工业生产方面要积极进行绿色催化技术、电化学合成技术的推广，保证绿色环保技术可逐步应用于实际生产过程中，最大程度地降低工业生产的负面影响。即使上述问题仍存在一定的应用问题，相信未来发展中，相关技术会逐步更加完善，将会以一种更为有效的方式应用于生产中，从而推动工业生产朝着绿色化工的方向进步。

参考文献

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[3]于洋．化工工程工艺中的绿色化工技术［J］．化工管理，2018(8):29－30．