摘要：簡要介紹了CO干燥裝置在TDI生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過變溫吸附（TSA）技術(shù)脫除CO產(chǎn)品氣中的水分，降低對光氣合成反應(yīng)器前管道的腐蝕，減少管線的泄露及堵塞，保證光化合成裝置的安全穩(wěn)定運行。本套裝置操作簡單，自動化程度高，能耗低，具有較高的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：干燥裝置  變溫吸附  TSA

1 前言

滄州大化集團TDI有限責(zé)任公司車間凈化裝置產(chǎn)品CO的露點為-30℃左右，CO產(chǎn)品氣露點升高對后系統(tǒng)光化合成裝置的危害是嚴(yán)重的，CO露點升高，輸送到光氣合成裝置的CO氣體中水含量高，含水的CO在光氣合成和氯氣混合后，在進入光氣合成反應(yīng)器前的管道內(nèi)，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸和鹽酸，鹽酸和管道中的鐵反應(yīng)生成氯化鐵，對管道產(chǎn)生腐蝕，氯化鐵生成量增加后還會堵塞光氣合成反應(yīng)器的進料管線。

近年表現(xiàn)出來的具體危害主要有：

A、腐蝕容易造成管線閥門出現(xiàn)漏點，氯氣、CO或光氣外漏出現(xiàn)人身安全危害。

B、氯化鐵堵塞進料管線造成光氣合成進料困難，引起光氣合成停車。

C、氯化鐵進入光氣合成反應(yīng)器后，容易造成催化劑活性下降，縮短催化劑壽命。

D、光氣合成混合三通處CO噴嘴腐蝕速度過快，不能滿足一個檢修周期（一年）的完整使用。

為了保障光化裝置安全穩(wěn)定運行，通過技術(shù)改造，在CO壓縮機后新上一套由北京北大先鋒科技有限公司建設(shè)的CO產(chǎn)品氣干燥裝置，將產(chǎn)品CO的露點降到-60℃以下，將原系統(tǒng)進行優(yōu)化。

2、CO干燥裝置工藝原理

變溫吸附 （temperature swing adsorption） ，簡寫為TSA，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(huán)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(jīng)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及空氣的減濕，空氣中溶劑蒸氣的回收，尤其適合在常溫狀態(tài)下強吸附組分不能良好解吸的分離等。如果吸附質(zhì)是水，可用熱氣體加熱吸附劑進行脫附；如果吸附質(zhì)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燒去，或經(jīng)二次吸附后回收。

常用的吸附劑有分子篩、硅膠、氧化鋁等。

3.CO干燥裝置流程介紹

3.1 流程簡介

TSA工序中有兩臺變溫吸附塔T0602A和T0602B，一臺變溫預(yù)吸附塔T0603，一臺氣水分離器V0631，一臺加熱器E0640，一臺冷卻器E0641，三臺四通球閥KV0601、KV0602和KV0603，兩臺調(diào)節(jié)閥FC0601、TC0602。變溫吸附塔進氣端有兩臺四通球閥，吸附塔出氣端有一臺四通球閥。變溫吸附的吸附和再生在同一壓力下進行，在任意時刻都有一臺吸附塔進行吸附脫水，一臺吸附塔在進行加熱再生，另一臺吸附塔在進行加熱后冷卻。吸附脫水后的CO產(chǎn)品氣進入CO球罐。

以T0602A塔為例對TSA各個操作步驟進行簡要說明。

a吸附（A）

CO壓縮機來的CO產(chǎn)品氣通過FC0601和再生氣匯集后經(jīng)過四通球閥KV0602進入吸附塔T0602A，在T0602A中CO產(chǎn)品氣中的水被吸附下來。經(jīng)過干燥的CO產(chǎn)品氣經(jīng)過四通球閥KV0603進入CO球罐。達到設(shè)定的操作時間后，吸附塔T0602A停止吸附，轉(zhuǎn)入再生步驟。

b加熱再生（H）

CO壓縮機來的CO產(chǎn)品氣通過流量計FI0602、四通球閥KV0601進入預(yù)吸附塔T0603，在T0603中CO產(chǎn)品氣中的水被吸附下來。從T0603流出的產(chǎn)品氣經(jīng)過加熱器E0640加熱到約160℃后經(jīng)過四通球閥KV0603進入到T0602A中，加熱T0602A中的吸附劑。從T0602A中流出的氣體通過四通球閥KV0602、四通球閥KV0601，進入冷卻器E0641冷卻到40℃以下后，再經(jīng)過氣水分離器V0631將其中的大部分游離水分離出去后，返回到調(diào)節(jié)閥FC0601后。達到設(shè)定的操作時間后，T0602A停止加熱再生，轉(zhuǎn)入冷卻步驟。

c冷卻（C）

CO壓縮機來的CO產(chǎn)品氣通過流量計FI0602、四通球閥KV0601、四通球閥KV0602后進入吸附塔T0602A，對T0602A降溫。經(jīng)過T0602A降溫后的氣體通過四通球閥KV0603，經(jīng)加熱器E0640加熱到約160℃，對T0603進行加熱解吸。從T0603中流出的氣體經(jīng)四通球閥KV0601，經(jīng)過冷卻器E0641冷卻到40℃，進入到氣水分離器V0631將其中的大部分游離水分離出去返回到調(diào)節(jié)閥FC0601后。在設(shè)定的操作時間內(nèi)T0602A冷卻到40℃，停止冷卻步驟，準(zhǔn)備下一循環(huán)。

三個吸附塔中T0602A、T0602B都經(jīng)過吸附、加熱再生，冷卻步驟。T0603只經(jīng)過加熱再生和冷卻步驟。通過FC0601的調(diào)節(jié)，來控制CO產(chǎn)品氣中用來再生的氣量。

3.2工藝流程簡圖如下

4、CO干燥裝置投用效果分析

該套裝置投用后，運行良好，脫水效果明顯，12月10日12時至13日12時，對該套裝置進行驗收測試，下表為露點分析數(shù)據(jù)。

與之相對應(yīng)，干燥裝置分離器液位在測試期間由38mm上升至62mm，脫除約90L液態(tài)水，到達了預(yù)期效果。

5結(jié)束語

CO干燥裝置自投運以來，脫水效果明顯，大大降低了CO產(chǎn)品氣中的水分含量，降低了對光化合成裝置及管線的危害。北京北大先鋒科技有限公司建設(shè)的本套裝置有以下幾個特點：1.運行過程無產(chǎn)品CO氣體損失，無任何廢氣產(chǎn)生；2.分離出的冷凝水可以補充進循環(huán)水系統(tǒng)，這樣可以做到生產(chǎn)中無三廢產(chǎn)生，真正的綠色生產(chǎn)，零污染；3.全套裝置不需要動設(shè)備，維護簡單。總之，CO干燥裝置運行過程中環(huán)保、節(jié)能，它的投用，對光化合成裝置意義重大。

作者簡介：蘭雁永  男  滄州大化集團TDI公司造氣車間   從事水煤氣凈化工藝技術(shù)管理和安全技術(shù)管理