碱洗塔设计浅析

刘长旭 唐 滨

福陆中国工程建设有限公司 （上海 201210）

乙烯裂解气中的酸气主要是指CO2、H2S 和其他气态硫化物。这些酸性气体的带入和生成，对裂解气的进一步加工危害较大。H2S 含量高会严重腐蚀设备，还会使裂解气脱水操作所用的分子筛寿命缩短，使脱炔烃操作所用的钯催化剂中毒。CO2在深冷低温操作的设备中结成干冰堵塞设备和管道，阻碍生产。酸性气体杂质对乙烯下游产品合成也会有危害，例如乙烯低压聚合时，CO2和硫化物会破坏低压聚合催化剂的活性，乙烯高压聚合时，CO2在循环乙烯中累积，会降低乙烯分压，从而影响聚合速率和聚乙烯的相对分子质量。基于上述原因，在分离裂解气之前首先要脱除其中的酸性气体。

裂解气中的酸性气含量（物质的量分数）为0.2%～0.4%，一般要求将裂解气中的H2S和CO2分别脱至10-6以下。

工业上通常选择物理吸收法或化学反应和吸收相结合的方法。本研究针对碱洗法脱除酸性气体进行分析和介绍。

1 设计依据

碱洗法是用NaOH 溶液洗涤裂解气，在洗涤过程中NaOH 与裂解气中的酸性气体发生化学反应，生成的碳酸盐和硫化物溶于废碱中，从而达到脱除酸性气的目的。反应式见式（1）、式（2）。

从反应的热力学因素来看，反应的平衡常数都很大，倾向于完全生成产物。在平衡产物中，CO2、H2S的分压实际上可以降低到10-6级别。对比CO2、H2S和NaOH 的反应速率，后者的反应速率比前者快得多，所以整个反应过程的速率受CO2与NaOH 反应的控制。在进行碱洗塔设计时，主要考虑CO2与NaOH 的反应而可以忽略H2S 与NaOH 的反应，或者综合考虑总酸气（CO2+H2S）。……