- Mục đích: dung dịch axetat ammoniac đồng sau khi hấp thụ CO, CO2, H2S, O2 trong khí tinh chế được giảm áp, gia nhiệt để giải phóng hầu hết các chất khí bị hấp thụ đồng thời điều chỉnh tỷ lệ đồng, thành phần dịch phục hồi thành phần và tính năng ban đầu của dung dịch, sau đó làm lạnh, tăng áp rồi quay trở lại tháp hấp thụ sử dụng tuần hoàn. Thao tác cương vị tương đối phúc tạp, điều kiện tái sinh tốt hay xấu có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình tin chế khí nguyên liệu trước khi đưa sang tổng hợp NH3.

- Thành phần của dung dịch axetat - ammoniac - đồng: phức chất [Cu(NH3)2Ac], [Cu(NH3)2Ac2] Acetat amon NH4OH và NH3 chưa tham gia phản ứng, bởi vì nó đã hấp thụ không khí và trong khí nguyên liệu nên trong dung dịch còn có chứa NH4HCO3 và (NH4)2CO3...

Tỉ số nồng độ hai loại ion Cu+ và Cu2+ là R, tổng số hai loại là TCu, tổng số các dạng chứa NH3 là TNH3

Thành phần được khống chế theo bảng:

TCu Cu+ Cu2+ R T¬NH3 AC CO2

2,0 - 2,5 1,9-2,2 0,3-0,4 5-7 9-13 2,4 <1,5

pH=9-10

- Nguyên lý hấp thụ của dung dịch axetat - ammoniac đồng.

+ Hấp thụ CO:

Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 = Cu(NH3)3Ac.CO + Q

Đây là phản ứng thuận nghịch tỏa nhiệt, giảm thể tích nên hạ thấp nhiệt độ, nâng cao áp suất, tăng nồng độ Cu+ và NH3 tự do sẽ có lợi.

+ Hấp thụ CO2:

2NH3 + CO2 + H2O = (NH4)2CO3 + Q

(NH4)2CO3 + CO2 + H2O = 2NH4HCO3 + Q

Phản ứng tỏa nhiệt nên làm cho nhiệt độ dung dịch tăng lên ảnh hưởng đến năng lực hấp thụ của dung dịch, đồng thời 2 muối (NH4)2CO3 và NH4HCO3 dễ kết tinh nhiệt độ thấp, khi HAc và NH3 tự do không đủ gây kết tủa CuCO3 gây tắc tháp, vì thế đòi hỏi CO2 không được cao quá, duy trì đủ HAc và NH3.

+ Hấp thụ O2:

2Cu(NH3)2Ac + 4NH3 + 2HAc + 0,5O2 = Cu(NH3)4Ac2 + H2O + Q

Phản ứng không thuận nghịch, tiêu hao O2 triệt để.

+ Hấp thụ H2S:

2NH4OH + H2S = (NH4)2S + 2H2O + Q

2Cu(NH3)2Ac + H2S = Cu2S + 2NH4Ac + NH3

Phản ứng thứ hai không thuận nghịch nên H2S có thể bị hấp thụ hoàn toàn, nhưng tạo thành Cu2S không thể tái sinh nên yêu cầu H2S trong khí nguyên liệu càng thấp càng tốt.

Lưu trình công nghệ

Dung dịch đồng từ tháp hấp thụ ra qua van điều tiết dịch diện, giảm áp sẽ tự đi vào đỉnh thiết bị hồi lưu, qua lớp đệm và hấp thụ phần lớn NH3 và một phần CO, CO2... trong thể khí từ dưới lên, sau đó đi xuống một phần vào trao đổi nhiệt với dịch nóng từ thùng tái sinh xuống, sau đó nhập vào đường đi vào bộ hoàn nguyên trên và dưới bằng hai đường và được hơi nước gia nhiệt bên ngoài ống chùm lên đến nhiệt độ 68oC (ra trao đổi nhiệt dưới), 72oC sau khi ra trao đổi nhiệt trên (Lượng dung dịch đồng đi vào trao đổi nhiệt với dịch nóng từ tái sinh xống hay vào trao đổi nhiệt trên dưới phụ thuộc vào thành phần dung dịch cần khống chế). Ra bộ hoàn nguyên dung dịch đồng vào thùng tái sinh tiếp tục được gia nhiệt nhờ vỏ bọc hơi nước đến nhiệt độ 75-78oC và qua 9 tấm ngăn chiết lưu, ở đây lượng khí bị dung dịch đồng hấp thụ và nhả ra gần hết và dịch đồng trở lại trạng thái ban đầu rồi xuống trao đổi nhiệt với dịch đồng từ thiết bị hồi lưu xuống, sau đó đi vào thùng hóa đồng để bổ sung lượng đồng bị tổn thất, đi xuống làm lạnh bằng nước hạ nhiệt độ xuống < 40oC, đồng thời bổ sung thêm một lượng NH3 bị tổn thất khi tái sinh dịch trước khi vào bộ làm lạnh bằng NH3 lỏng để hạ nhiệt độ xuống 8-15oC, qua bộ lọc tới cửa và bơm tăng á lên 12,5MPa tiếp tục vào tháp hấp thụ sử dụng tuần hoàn.

Khí tái sinh ra khỏi tháp hồi lưu qua phân ly bọt rồi đi vào tháp rửa nước để hấp thụ NH3 trong khí tái sinh, rồi đi sang tinh chế trước quạt khí than. Còn nước NH3 loãng được thải xuống rãnh.