CO產品氣干燥裝置在TDI生產中的應用

張建民 蘭雁永 沈 莉(滄州大化集團TDI有限責任公司 河北滄州061000)

1 存在的問題

滄州大化集團TDI有限責任公司凈化裝置產品CO的露點約為-30 ℃，而CO產品氣露點升高會對后系統光化合成裝置造成危害。CO露點升高，輸送到光氣合成裝置的CO氣體中水含量較高，含水的CO在光氣合成裝置與氯氣混合后，在進入光氣合成反應器前的管道內，氯氣和水反應生成次氯酸和鹽酸，鹽酸與管道中的鐵反應生成氯化鐵，對管道產生腐蝕，氯化鐵生成量增加后還會堵塞光氣合成反應器的進料管線。

近年來表現出的具體危害主要有：①腐蝕容易造成管線閥門出現漏點，氯氣、光氣或CO外漏危及人身安全；②氯化鐵堵塞進料管線，造成光氣合成裝置進料困難，引起光氣合成裝置停車；③氯化鐵進入光氣合成反應器后，造成催化劑活性下降，催化劑使用壽命縮短；④光氣合成裝置混合三通處CO噴嘴腐蝕速度過快，使用壽命不能達到1個檢修周期(1年)。為了保障光氣合成裝置安全穩定運行，在CO壓縮機后新增1套由北京北大先鋒科技有限公司建設的CO產品氣干燥裝置，將產品CO的露點降至-60 ℃以下。

2 變溫吸附原理

變溫吸附利用吸附劑的平衡吸附量隨溫度升高而降低的特性，采用常溫吸附、升溫脫附的操作方法，采用溫度升降的循環操作，使低溫下被吸附的強吸附組分在高溫下得以脫附，從而使吸附劑得到再生，經冷卻后再在低溫下吸附強吸附組分。

變溫吸附用于常壓氣體和空氣的減濕，以及空氣中溶劑蒸氣的回收，尤其適合在常溫狀態下強吸附組分不能良好解吸介質的分離等。如果吸附介質是水，可用熱氣體加熱吸附劑進行脫附；如果吸附介質是有機溶劑，吸附量高時，可用水蒸氣加熱脫附后冷凝回收；吸附量低時，則用熱空氣脫附后隨之帶出，或經二次吸附后回收。

3 CO產品氣干燥裝置特點及工藝流程

CO產品氣干燥裝置特點：①運行過程中，無產品CO氣體損失，無任何廢氣產生；②分離出的冷凝水可補充至循環水系統，生產中無三廢產生；③全套裝置不需要動設備，維護簡單。

CO產品氣干燥裝置工藝流程見圖1。變溫吸附工序中有2臺變溫吸附塔(1#和2#)和1臺變溫預吸附塔，變溫吸附塔進氣端有 2只四通球閥(1#和2#)、出氣端有1只 3#四通球閥。變溫吸附的吸附和再生在同一壓力下進行，在任意時刻都有1臺吸附塔進行吸附脫水，1臺吸附塔進行加熱再生，另1臺吸附塔進行加熱后冷卻。吸附脫水后的CO產品氣進入CO球罐。現以1#變溫吸附塔為例對變溫吸附各操作步驟進行簡要說明。

圖1 CO產品氣干燥裝置工藝流程

3.1 吸附

CO壓縮機來的CO產品氣通過1#調節閥與再生氣匯集后經過2#四通球閥進入1#變溫吸附塔，CO產品氣中的水被吸附下來；經過干燥的CO產品氣經3#四通球閥進入CO球罐。達到設定的操作時間后，1#變溫吸附塔停止吸附，轉入再生步驟。

3.2 加熱再生

CO壓縮機來的CO產品氣通過流量計、1#四通球閥進入變溫預吸附塔， CO產品氣中的水被吸附下來；從變溫預吸附塔流出的CO產品氣經加熱器加熱至160 ℃左右后，由3#四通球閥進入到1#變溫吸附塔中，加熱1#變溫吸附塔中的吸附劑；從1#變溫吸附塔中流出的氣體依次通過2#和1#四通球閥，進入冷卻器冷卻至40 ℃以下后，再經氣水分離器將其中的大部分游離水分離出去，然后返回到1#調節閥。達到設定的操作時間后，1#變溫吸附塔停止加熱再生，轉入冷卻步驟。

3.3 冷卻

CO壓縮機來的CO產品氣通過流量計、1#和2#四通球閥后進入1#變溫吸附塔，對1#變溫吸附塔降溫；降溫后的氣體通過3#四通球閥，經加熱器加熱至160 ℃左右，對變溫預吸附塔進行加熱解吸；從變溫預吸附塔中流出的氣體經1#四通球閥，然后通過冷卻器冷卻至40 ℃，進入到氣水分離器將其中的大部分游離水分離出去，然后返回到1#調節閥。1#變溫吸附塔在設定的操作時間內冷卻至40 ℃，停止冷卻步驟，準備下一循環。

3臺吸附塔中，1#和2#變溫吸附塔都經吸附、加熱再生及冷卻步驟；變溫預吸附塔只經加熱再生和冷卻步驟。通過調節1#調節閥來控制CO產品氣中用來再生的氣量。

4 CO產品氣干燥裝置投用效果

CO產品氣干燥裝置投用后，運行良好，脫水效果明顯。2013年12月10日12:00至13日12:00，對該套裝置進行驗收測試，其氣體露點分析參數：CO壓縮機出口(人工分析值)-37～-40 ℃，變溫吸附裝置出口(人工分析值)-61～-78 ℃，變溫吸附裝置出口(在線分析儀分析值)-73～-78 ℃。測試期間，干燥裝置分離器液位由38 mm 上升至62 mm，脫除約90 L液態水，到達了預期效果，脫水效果明顯，大大降低了CO產品氣中水含量，并且降低了對光化合成裝置及管線的危害。總之，CO產品氣干燥裝置運行環保、節能，其投用對光化合成裝置意義重大。