酸性水汽提问题
汽提法酸性水处理技术的发展

汽提法酸性水处理技术的发展摘要:炼油厂酸性水来自常减压、催化裂化、焦化和油品加氢过程,含有硫化氢、氨、油、酚、氰、悬浮物等污染物,早期采用的汽提处理方法大多为常压汽提法,目前以单塔加压侧线抽出汽提工艺和双塔加压汽提工艺为主,本文详细介绍了汽提工艺原理和这两种工艺,随着酸性水处理技术的不断研究和发展,将有更多的酸性水处理技术供选择。
关键词:酸性水;汽提法;工艺原理;单塔加压侧线抽出;双塔加压引言炼油厂加工含硫原油时,经过一次、二次加工装置都要产生并排出酸性水,这些酸性水不仅含有较多的硫化物和氨氮,同时,含有酚、氰化物和油份等污染物,不能直接排至污水处理场,必须经过处理,才能保证污水处理场的正常运转及符合排出厂外污水的标准。
然而,制约处理工艺的选择和污水处理场的占地面积、投资及操作费用的关键因素是酸性水量,因此,要保证环保效益和经济效益同步,就需要根据实际情况选择合适的酸性水处理技术。
1 酸性水的来源及性质一般来说,炼油厂酸性水是指炼油厂常减压、催化裂化、焦化、加氢裂解等加工装置中塔顶油水分离器、富气水洗、液态烃水洗、液态烃储罐脱水以及叠合汽油水洗等单元的排水,这部分污水的排水量比较小,一般占全厂污水的10% ~ 20%左右,但污水中的硫化物和氨氮浓度较高,一般约占全厂污水中硫含量的90%以上,因而也叫含硫污水。
表1 列出了一些酸性水排放性状。
表1 不同原油、不同加工装置酸性水排放性状[1-3] (mg/L)由表1 可知,酸性水中硫化物和氨浓度随原油种类和加工装置不同而变化。
总体来说,原油中含硫含氮量越高,酸性水中硫化物和氨浓度越高;按加工装置来分,酸性水中硫化物和氨浓度从高到低大致为:加氢裂化、加氢精制> 焦化、催化裂化> 常、减压酸性水经汽提装置处理后的水称净化水。
国内炼油厂污水处理场一般对净化水的质量要求为硫化氢和氨分别不大于50mg/L和100mg/L [4]。
因此,催化裂化、延迟焦化和加氢装置(甚至有的常减压蒸馏装置)的含硫污水,都必须经过处理才能排至污水处理场。
酸性水汽提工艺题库

汽化
单选题
大于500毫米汞柱
小于500毫米汞柱
大于300毫米汞柱
小于300毫米汞柱
单选题
加热冷流体
冷却热流体
保温热流体
保温冷流体
单选题
重组分
液相组分
轻组分
汽相组分
单选题
压力
温度和总压力
液位
汽化率
单选题
塔板
塔板孔
塔
降液管
单选题
把热量由温度较高的热载体传 给( ) 的冷载体的设备,叫换热设 备,换热器是换热设备的一种 形式。 间壁式的主要为列管式换热器 有浮头式、U型管式、固定管板 式。管程数多为( )。 进料以某种方式被加热至部分 汽化,经过减压设施,在一个 容器(如闪蒸塔 )的空间内, 于一定( )下,汽、液 两相迅速分离,得到相应的汽 相和液相产物,此过程即为闪 蒸。 蒸气压,是保证在使用中不发 生气阻的质量指标,车用汽油 不得大于500毫米汞柱。但汽油 蒸气压太低以不利于发动机启 动,规定航空汽油蒸气压为( )。 蒸馏依据原理是混合物中各( )(挥发度)的不同 发生液泛时的现象是( )
结晶水合物是(
酸性气主要成分是( )。
油品黏度随温度变化的这种性 质通常称为( ) 三不伤害是指( ) 净化水不合格处理方法
黏度比 不想害自己 降低液位到正常, 控制好汽塔各操作 参数; +6 食盐 塔压降大 蒸发
黏度指数 不想害他人
混合黏度 不被他人伤害
黏温性质 不认真操作
单选题 多选题 多选题
90度 127±2℃ 污水汽提装置主汽 提塔操作不良 液化 任意;距离
180度 170±2℃ 换热器换热不良 固化 单位;距离
炼油厂酸性水汽提装置的技术改进

目前各厂 采 用的 除油 设 施 基 本 上仍 二 炼 油厂 酸性 水汽 提 装 置的 技术 改 进 然 是 利用水 和 油 密度 不 同的大 罐 重 力沉 1酸性 水 的分 类处 理 沉  ̄ . 0 0 /, , 时不等 , 多在 新建大、 中型炼 厂都 采 用 全 厂 酸 性 降法 . 降 时间} 4 -8 0J 0 0J 时 罐 水分 类 集 中处 理 , 通常 设 置 二套 酸 性 水 5 -7 /\ 。 数 通常 设置 两台或两 台以
部 分 氨氮 是 以铵 盐 态 的固定 铵 形式 存 第一 台为沉 降 罐 , 第二 台为缓 罐 . 中 汽提 装 置 , 别处 理 加 氢 型和 非 加 氢 型 上 , 分 在。由于 固定铵 在汽提过 程 中很难脱 除 以倒 u 连 接 。 降 罐 的 管 沉 酸 性 水 , 满 足 了工 厂 根 据 水 质 情 况 分 两罐 串联 操 作 , 既 别 回 用 的 要 求 . 实 现 了 酸 性 水 分 类 集 油可 通 过 设在 罐 顶 部 的排 油 口自流 至 污 即使 增加 汽 提 蒸汽 量 和汽 提 塔塔 板 数 又 致使 净 化 水 中 氦氮 含 根 中处 理 的 目的 , 于根 据 酸 性 水 的 不 同 油罐 。 据水 中油含 量随沉 降 时间变化 的 也 几 乎 没有 效 果 , 利 量偏 高 . 为此金 陵 石化公司炼 油厂开发 了 水质 进 行工 艺 方案 选 择 , 氦 浓 度 较 低 实验 , 降时 间大于3 h 水 中的油含 量可 如 沉 5, 炼 厂酸 性 水 注碱 汽提 新工艺 ” 通 过 对 . O mg L 为保 持 沉 降罐 内液 面 的非加 氢 水可 采 用单 塔 低 压 汽提 , 而氨 降至 l O / 以下。 注 碱位 置 、 注碱 量 、 碱 浓度 的 多种工况 注 避 浓 度较 高 的加 氢 水 采用单 塔 加压 侧 线抽 稳 定 , 免 因水 的连续 进 出而 引起搅 动 ,
酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因及应对措施

2018年08月酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因及应对措施白知成刘畅(中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司炼油厂,辽宁辽阳111003)摘要:酸性水汽提装置是一种污水净化装置,其原料主要是含氨、含硫污水,对污水进行除油、脱气处理,然后进行加热汽提,将污水中的游离氨、硫化氢去除,达到净化水质的目的。
由于处理原料的特殊性,导致酸性水汽提装置深受腐蚀问题的困扰,氨汽提塔再沸器便是装置中比较容易出现腐蚀问题的一个部分。
文章主要对酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因进行了分析,并提出了应对措施,以供参考借鉴。
关键词:酸性水汽提装置;氨汽提塔再沸器;腐蚀;防腐酸性水汽提装置对污水进行净化后,一部分净化水被回收利用,另一部分输送给污水处理厂进行处理,水质合格后排放。
由此可以看出,酸性水汽提装置是一种环保装置,具有节约水资源、减少环境污染的作用。
在资源短缺问题、环境污染问题日益加剧的背景下,酸性水汽提装置得到了越来越多的重视与研究。
1概况某炼油厂的酸性水汽提装置,污水处理效率为每小时200吨,工艺为双塔加压汽提,主要由原料预处理系统、硫化氢汽提系统、氨汽提系统、氨精制系统、生产液氨系统组成。
有氨汽提塔、硫化氢汽提塔两个分离设备,因此,有氨汽提塔再沸器、硫化氢汽提塔再沸器。
酸性水汽提装置运行过程中发现,硫化氢汽提塔再沸器从未出现内漏,运行良好。
而氨汽提塔再沸器多次发现内漏,运行效果较差,检查维修发现,其原因在于换热管束发生堵塞,导致管束出现腐蚀,进而造成内漏。
2酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因分析2.1介质中含有腐蚀性组分对于本酸性水汽提装置的氨汽提塔再沸器来说,管程介质主要是经过净化后的水,其主要组分为SO 3-、CL -、NH 4+以及微量NH 3、H 2S 。
经过检查发现,介质中的硫酸盐沉积物是导致换热管束发生堵塞的主要原因。
对结垢物进行取样化验分析,氨汽提塔再沸器换热管束中的堵塞物中,SO 3-含量为每升229.05毫克,CL -含量为每升1495.26毫克。
酸性水汽提塔处理量降低的原因分析与处理对策

低温工况下通过低温洗涤(或结晶),氨气中的硫化氢由气相转入液相得以脱除,塔顶氨气中硫化氢浓度一般为100~200mg/m 3, 脱除率达99%以上,再经过脱硫吸附器以脱除氨气中的少量硫化氢,出口氨气中硫化氢质量分数一般不大于3μg/g ,经过氨精制后的氨气,大部分装置采用压缩机压缩并冷凝冷却得到液氨产品,个别装置(如齐鲁石化)通过氨蒸馏塔替代压缩机,塔顶得到氨气,再进入氨冷凝器,冷凝冷却后得到液氨产品。
2 某炼油厂酸性水汽提塔处理量出现下降状况某炼油厂实际运行中,酸性水汽提塔使用的是单塔低压汽提工艺。
在脱硫过程中,酸性水的主要来源主要涉及到下面一些流程:原油预处理流程、催化裂解流程、柴油加氢流程。
在酸性水汽提塔运行中,发现其实际处理量无法达到设计标准,且呈现下降趋势。
为了提升处理效率,工作人员就需要对相关设备进行停工检修,这不但影响了正常生产的进行,同时还消耗量大量的人力、物力资源,一旦在停工检修过程中发生了紧急状况,那么可能会导致整个工厂的停产,所以,如何解决酸性水汽提塔处理量下降的问题就显得越来越关键。
3 酸性水汽提塔处理量降低的原因分析酸性水汽提塔处理量下降的原因通常涉及到下面两个方面:(1)酸性水汽提塔的塔盘堵塞;(2)酸性水汽提塔塔底重沸器管束结垢导致其换热效应下降。
[1]3.1 塔盘堵塞酸性水汽提塔塔盘堵塞是非常常见的,也是当前炼油企业生产中酸性水汽提塔运行中的通病,部分酸性水汽提塔塔盘堵塞发生时间比较短,部分酸性水汽提塔塔盘堵塞时间比较长。
一般来讲,塔盘堵塞主要的原因是油泥堵塞、结垢堵塞以及塔盘形变。
3.1.1 油泥堵塞酸性水汽提塔发生油泥堵塞的重要原因是由于储罐也为过于低下,导致入口管在吸进酸性水的过程中,吸进了大量的油泥杂质,继而引发管道压力上升,酸性水汽提塔压降上升。
但是需要注意的是,工作人员可以通过对储罐液位的调节,使堵塞状况发生缓解。
3.1.2 结垢堵塞在炼油厂生产中,酸性水汽提塔发生结垢堵塞主要是由于焦化装置所导致的。
酸性水汽提装置存在的问题及对策

酸性水汽提装置存在的问题及对策作者:金琼来源:《中国科技博览》2015年第14期[摘要]目前炼油厂酸性水汽提装置存在着诸如汽提净化水中氨含量过高、侧线抽出富氨气中硫化氢含量过高、汽提塔处理能力达不到设计负荷等问题通过分析,提出了相应的改进对策,如加碱汽提、流程优化等。
[关键词]酸性水提;单塔固定氨;问题;对策中图分类号:X740.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)14-0365-010 引言目前炼油厂酸性水常用的处理方法有双塔汽提工艺及单塔汽提侧线抽出工艺,双塔汽提工艺操作稳定但能耗较大,一般情况下单耗为300~ 400kg蒸汽/t水带侧线抽出的,单塔加压汽提工艺处理炼油厂酸性水,流程较简单且能耗较低,约为130 180kg蒸汽/t水;该工艺还具有处理高浓度污水的能力,且能保证产品液氨和净化水的质量随着能耗问题日益突出,单塔汽提侧线抽出技术受到越来越多的关注,许多炼油厂采用该工艺处理酸性水,取得了明显的效果但同时也出现了一些问题,如操作负荷低于设计值;净化水中氨硫化物含量过高;侧线产品氨中的硫化氢含量及塔顶酸性气中的氨含量也较高;侧线难以得到氨产品等问题本文就常见问题进行了分析,提出了相应对策。
1 单塔汽提侧线抽出工艺操作原理1.1 不同副产品的单塔汽提侧线抽出工艺过程单塔运行简述如下;预热的原料污水从塔的上段入塔;塔顶排除硫化氢;高浓度氨蒸汽从塔中部侧线抽出,去分凝和氨精制系统;塔底出净化水,作为汽提蒸汽(也可通入直接蒸汽)将一定量(约占原料水总量的20% ~ 30% )的冷原料污水直接打入汽提塔作冷却吸收水在汽提塔中,由于塔上部硫化氢精馏段冷却吸收和塔下部氨(侧线抽出口)集聚,形成一个氨的高浓区,可将此富氨气从侧线抽出,侧线抽出富氨气中氨浓度一般为15% ~ 200;从侧线抽出的富氨气经三级分凝后可得到纯度达99%以上的气氨,但该气氨中仍存在微量的硫化氢等杂质,经过结晶罐结晶、吸附塔吸附后,气氨中的硫化氢含量小于10ppm此后的气氨再经过沉降罐除去机械杂质后由氨压缩机加压液化即得到产品液氨。
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施1. 腐蚀机理酸性水汽提换热器在工作过程中,受到高温、高压、酸性气体的影响,容易产生腐蚀。
酸性气体对管束表面金属的电化学反应是导致管束腐蚀的主要机理之一。
在高温高压下,管束表面易形成缺陷,从而加剧了管束的腐蚀程度。
2. 腐蚀失效形式酸性水汽提换热器管束的腐蚀失效形式主要包括普通腐蚀、点蚀腐蚀、应力腐蚀裂纹和铬迁移等。
普通腐蚀是指管束表面均匀腐蚀,导致金属厚度减薄;点蚀腐蚀则是局部腐蚀引起管束表面出现小孔隙和凹痕;应力腐蚀裂纹是在受到应力的作用下,管束表面形成裂纹;铬迁移则是由于管束材料中的铬在高温高压下向金属表面迁移,导致金属变脆并且易于腐蚀。
3. 腐蚀失效影响酸性水汽提换热器管束腐蚀失效会导致管束表面金属物质的丧失,进而会影响管束的热传导性能和机械强度,严重时还会引起管束的破裂和泄漏,对生产和环境安全造成严重威胁。
二、预防措施1. 材料选择为了提高酸性水汽提换热器管束的抗腐蚀能力,应选择耐腐蚀材料,如不锈钢、镍合金等。
这些材料具有较强的耐腐蚀性能,能够有效抵抗酸性气体和高温高压环境的侵蚀。
2. 表面保护对于已经选择的管束材料,需要在其表面进行保护处理,形成一层保护膜,以减缓管束的腐蚀速度。
可以采用防腐漆涂层、热浸镀锌、镀层阳极保护等方式进行表面保护。
3. 温度和压力控制合理控制酸性水汽提换热器的工作温度和压力,可以有效减少管束的金属表面缺陷形成,避免或减缓管束腐蚀失效。
4. 定期维护检查定期对酸性水汽提换热器进行维护检查,及时发现管束腐蚀和损伤情况,可以采取相应的修复措施,以延长管束的使用寿命。
5. 禁止使用腐蚀性物质在酸性水汽提换热器的使用过程中,应禁止使用对管束具有腐蚀作用的物质,以减少管束的腐蚀失效风险。
6. 管束防腐蚀设计对于在酸性水汽提换热器中使用的管束,在设计阶段就应考虑到腐蚀失效的问题,进行合理的防腐蚀设计,如设置保护层、引入防腐蚀设备等。
酸性水汽提装置技术改进及运行问题研究
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酸性 水 中 氨 氮 的存 在 形 态 和炼 厂 加 工装 置 有
净 化后 的酸 性水 用于 1 0 吨/ 二 套常 压 电脱 5万 年
关 ,例 如 柴 油 加 氢 和 汽 油 重 整 等 装 置 产生 的 酸性 盐注 水 ,而后 将 电脱盐排 水再 经酸 性水 汽提 装置净
AI — 。KANG - ai l Ke i Vu h ,GAO n x a Bi- i
( ui f eyo h n i n h n erlu ( r u ) o, t,ig in7 0 , hn ) Y l Re n r f a x c a gP t e m G o p C .L d J ba 5 0 C ia n i S Ya o n 1 8
需进行脱气、除油等预处理设施 ,以保证汽提装置 1 废碱回收利用 。降低净化水 中N 3 含量 . 2 H一 N
作者 简介 :艾克利 (9 1) 男,陕西子洲人 ,车间副主任 ,工程 师,主要从事重油催化 裂化炼油工 17 一 艺及 能源综合利用方面的管理和研 究工作。
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长周期安全平稳运行
。
我 厂加 工含硫 原油时 ,一次 和二次加 工装 置都 111脱气 -・
要产 生大 量酸性 水 ,由于酸性 水 不仅含 有较 多硫 化
上游 各装置产 生的酸性 水通过 管线密 闭输送 至
物和 氨 ,同时 含有酚 、氰化 物和 油等污 染物 ,不能 酸性水 汽提装 置的酸性 水脱 气罐 ,由于压 力降低 , 直接 排至 污水 处理场 。为 了满足 我厂扩 能改造新 建 溶于水 中的轻 烃及部分Hz 、NH 会释放 出来 ,通过 S , 10 8 万吨/ 年催化 、3 万吨/ 0 年加 氢 、4 万吨, O 年重整 、 压控 阀排放 至全厂 低压瓦斯 管 网 ,带入 的重烃 可从 10 5 万吨/ 年常压 以及 配套3 0 吨, 3 0 年尾 气硫磺 回收装 脱气罐的排油 口间断排至装 置污油罐 。 置产 生的约3 t1 0l /的废水 ,于2 l年4 0 1 月大修时将酸性 11 脱 油 -・ 2
酸性水汽提操作的影响因素
酸性水汽提操作的影响因素;影响汽提塔操作平稳的因素很多,但主要因素有四点:供热;硫化氢排放量;氨循环比;除油。
1供热合理的供热是平稳操作的基础,供热是否合理,对安全生产,产品质量,能耗影响都很大。
供热过量,就要引起超温、超压、酸性气质量下降,蒸汽单耗增加,严重时可能造成冲塔或酸性气管线的堵塞;供热不足,汽提塔中部的温度偏低,高温段温差大,氨气和净化水的质量下降,严重时造成侧线系统结晶堵塞管线。
汽提塔供热影响因素单线:主要影响因素双线:次要影响因素单塔侧线流程蒸汽单耗的经验公式:h=1.05*(T净+T原+n*(T底+T冷)+B•I抽)h:蒸汽单耗kg/t水T净:净化水出装置温度℃T原原料水换热前温度℃T底汽提塔塔底温度℃T冷冷进料温度℃n:冷热进料比 %B:侧线抽出比 %I抽:侧线抽出气体焓量 J/kg1.05:热损失系数由公式表明:蒸汽单耗的影响因素主要有冷热进料比n,侧线抽出比B,氨循环比C,而n、B与处理量有关,因为对一个特定的汽提塔而言,有个最低的冷却水量和最低的塔底三相负荷,所以处理量越大,n和B越小,蒸汽单耗越低,然后根据产品质量和塔体温度分布进一步调整n、B和供热量,供热是操作的基础,操作平衡建立后,一般情况应保持稳定。
2硫化氢的排放率(H2S排放率= H2S排放量/原料水中H2S量)操作平衡建立后,要及时按原料中的H2S的量将H2S从塔顶排出,其排放率最好为1。
如果排放率大于1,则塔上部温度要升高,酸性气质量可能变差,塔压下降,严重时可能造成冲塔;如其排放率小于1,则塔的中部温度要下降,塔压升高,氨气和净化水质量可能下降。
操作中,在n、B和供热等条件合理的情况下,如果最上一层塔板与侧线抽出口处的温度下降,塔压升高,说明的排放率小于1,反之,排放率大于1.3氨循环比C氨循环量/原料水中氨含量)氨循环比C 对汽提塔的氨负荷影响很大,如果氨循环比C过大,要危机产品质量,增加蒸汽单耗,严重时还影响平稳操作,氨循环比的高低由循环液的量的多少和浓度高低决定,循环液的量的多少主要取决于抽出比的大小,循环液浓度高低主要取决于三级分凝条件,因此影响氨循环比的主要因素是抽出比和三级分凝条件。
浅议酸性水汽提装置技术改造
四、酸性水汽提 装置 的技术 改进
1 . 加强原料 水 的除油工作 , 降低 酸性气 中烃含 量 污 水在进 入汽提 塔之 前要进 行足 够 的除油工 作 , 防止 污 油进塔 。由 于污 水含油 主要是轻 组分汽 油, 很 少有乳化 现象 , 因此 采用简 单 的重 力除 油就 能将 其大 部分脱 除 。装 置有 两具 2 0 0 0 m3的污 水储 罐, 原设 计 为两 个储 罐并联操 作 , 为了增 加污水在 储罐 的停 留时间, 在 两具储 罐之 间 增设
、
酸性水 的来源
常 减压 污水 :降 压塔 顶要 注入 氨水 ,中和酸 性污 染物 ,防止 设备 腐蚀 ,通过 相应 的汽 液分 离罐 会分 离 出含氨 污 水 ,主要 成分 为含 氨污
水 、悬 浮汽 油 、汽态 烃类 。 催 化污 水 :提升 管 中加 入蒸 汽与渣 油 、蜡 油形 成雾化 混 合物 进行
溢 流线 , 将 两储罐 由并联 操作 改为 串联 操作 , 使污 水在储 罐 内的停 留时 间增 加到 4 0 小 时 以上, 并定期 从 1 #原料 水罐进 行切 油 。现在进 塔 原料 水 的油含 量一 般控制 在 8 5 mg / L以下 。装 置原 设化物 和氨 ,同时含 有酚 、氰化物 和 油等 污染 物 ,直 接排 出 会对 环 境造 成较 大 的危 害 ,所 以必 须要 经 过处 理 之 后 , 使水 中的 污染物 含 量达 到一 定标 准后 ,才 可 以排 出。 目前 ,我 国酸性 水 处理 大 多数 采 用蒸 汽汽 提法 。三十 多年 来 ,国内 设计 、科 研 单 位 、
催化 反应 ,从分馏塔 顶 回流 罐及吸 收稳定 回用水 中产 生含硫 含氨 污水 , 成分 为含硫 含氨污 水 、悬 浮汽油 、气态烃 类 、H s 、氯化 物 。 焦化 污水 :渣 油 中含 硫 化物 和氨 氮 ,在加热 炉 内注 入除 盐水 ,提 高 流速 防 止结 焦 ,经 过焦 炭塔 从 分馏 塔 顶冷 凝 分离 出含 硫 含 氨污 水 , 成 分 为含 硫含 氨 污水 、悬 浮汽 油 、气 态烃 类 、焦 粉 、酸性 水预 处理 酸 性 水脱气 。
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我们的污水汽提跟你们是一样的,也是没有侧线抽出,我们净化水控制指标是硫化物8ppm 以下,氨氮30ppm以下,我们一般底温控110~116摄氏度,顶温控101~105摄氏度,塔顶酸性气过冷却器后温度不小于85摄氏度,开了大半年没堵过,分液罐液面计可以加反吹蒸汽。
另外可以在酸性气线适当的位置加一条除氧水线,可以有效地清洗结晶,比蒸汽效果好
酸性水汽提工艺主要有单塔加压侧线抽出汽提、单塔低压全吹出汽提、双塔加压汽提三种工艺流程。
其中单塔低压全吹出汽提工艺流程简单,将含有硫化氢和氨的混合气体排入设有烧氨喷嘴的硫磺回收装置,使氨在高于1250℃的高温下转变为氮气,硫化氢则经部分燃烧和催化反应转化为硫元素。
单塔低压全吹出汽提工艺适宜于氨回收经济价值不高或氨销路不景气的情况,和其它工艺相比,其优点是投资最少,能耗最低,占地最少。
汽提塔顶含氨酸性气温度要大于90℃,否则硫化氢和氨极易结成铵盐晶体,堵塞管线。
酸性汽管线必须全程保温,低压蒸汽伴热。
以前我在制硫装置时,管线堵过一次,管线堵得严严实实,最后把管线切断,在地面用热水冲才处理通。
搂住所说的工艺是侧线不抽氨的常压全吹出工艺,也是目前比较流行的工艺。
从塔顶出来的含氨酸性气送至硫磺回收装置处理(此时硫磺回收装置必须配备又能烧氨的烧嘴)。
由于酸性气中氨含量比较高,所以容易出现形成铵盐堵塞管线。
为防止此现象发生,必须控制含氨酸性气温度至少在85℃以上。
通常有三种加热方式,一是采用1.0MPa蒸汽多根伴热,二是0.3MPa蒸汽夹套加热,三是电伴热。
综合比较而言,采用1.0MPa蒸汽多根伴热最为适宜。
由于酸性水主要是硫化氢和氨,酸性气汽提塔的压力和顶温未控制好,就会造成酸性气中氨含量较高,在管线内冷却形成氨盐结晶。
以前我们单位酸性气汽提塔塔顶压控保温不好,到天冷经常堵就是这个道理。
故一定要采用强伴热的方式,如夹套或多伴热。
一般在80度以下,硫化氢和氨会生成硫氢化氨的结晶,因此,塔顶温度一般需要控制在90度左右或更高些。
气相管线的温降较大,如果不采取很好的伴热措施,酸性气管线在冬天尤其会结晶,一般加压污水汽提装置中,塔顶酸性气中的氨含量很低,一般不会形成结晶。
如果在操作上无法解决(设计上有问题--没有侧线抽出),建议将易堵的管线设备定期用蒸汽扫一下,防患于未然。
当然,解决此问题的根本还是在搞好酸性水汽提塔的操作
汽提法处理含硫污水是一种通过加热的方式,降低气相中的NH3、H2S、CO2的分压,促进它们从液相转入气相,从而将挥发性的NH3、H2S、CO2 从污水中汽提出去,达到净化污水的目的,整个汽提过程可用如下综合反应式表示。
(1) 2(H+ +OH-+NH+4+HS-)←→(NH3+H2S+H2O)液+(NH3+H2S+H2O)气
(2) 2(H+ +OH-+NH+4+HCO3-)←→ (NH3+CO2+2H2O)液+(NH3+CO2+
2H2O)气
(3) NH3+HCO3-←→(NH2COO- +H2O)
实现本工艺的关键在于建立并维护适宜的汽-液平衡条件以制取高纯度的NH3和H2S。
酸性水是H2S-NH3-H2O的三元水溶液,H2S和NH3都具有挥发性,又易溶于水,其中氨在水中的溶解度大于硫化氢,同时产生电离,因此酸性水是具有挥发性的弱电解质溶液,其电离过程和化学反应与温度密切相关,主要有以下化学特点:
1、NH3、H2S和H2O都是挥发性弱电解质,在低温时起化学电离反应,生成硫氢化胺固定在水中,在高温时水解反应生成NH3、H2S和H2O。
温度大于125℃时出现汽液相平衡共存的复杂体系。
2、氨溶于水后一部分以游离氨存在,一部分被电离成NH4+和OH-。
NH3+H2O←→NH4++OH-
(1)
氨溶解于水是放热的,故温度升高,电离常数KA降低。
3、H2S在水中也有少许电离:
H2S←→H++HS-
(2)
H2S在水中的电离常数Ks也受温度影响,但与KA不同,温度对Ks的影响有两种情况:温度低于125℃时,Ks随温度升高而升高,温度高于125℃时,Ks随温度升高而降低,且Ks值比KA还小(10 -7
),所以H2S 在水中几乎全部以游离的H2S分子存在。
4、当NH3和H2S同时存在水中时,则生成NH4HS,它是弱酸和弱碱生成的盐。
在水中被大量水解又重新生成游离的NH3和H2S分子,即:
NH4++HS-←→(NH3+H2S)液
(3)
在液相的游离NH3和H2S分子又与气相中的NH3和H2S相平衡。
(NH3+H2S)液←→(NH3+H2S)气
(4)
综合(2)、(3)、(4)可写成:
NH4++HS- (即NH4HS)←→(NH3+H2S)液←→(NH3+H2S)气
(5)
也可以用如下示意图表示:
气相
NH3
H2S
_________↑___↑___
↓
↓
NH4+
+
HS-
←→
NH3
+
H2S
___↑_______________
↓
液相
NH4HS
(H2S-NH3-H2O)三元体系示意图
在汽提操作条件下,上图中的相H2S和NH3是分子态的,液相中的H2S 和NH3有离子和分子两种状态,离子不能挥发可称为固定态,分子可以挥发可称为自由态或游离态。
NH3和H2S在水中主要是以离子态,还是以分子态存在,与温度、压力及其在水中的浓度有关。
NH4HS在水中进行如(3)的水解反应其水解常数KH同样受温度影响,温度升高,KH增加,温度降低,KH减小。
当温度降低时,反应式(3)的反应相左移动,故溶液中的NH4+、HS-离子浓度增加。
因此,在低温段,以电离反应为主。
当温度升高时,KH增加,此时NH4HS不断水解,溶液中游离的H2S和NH3 分子逐渐增加,相应汽相中的H2S和NH3分压也随之升高,在高温段的界限约为125℃。
低于110℃时,温度对KH的影响不大,KH值较低。
温度高于125℃时,KH 随温度升高迅速增加。
由此可知,要将酸性水中的H2S和NH3脱除,温度应该大于125℃。
酸水汽提开工时,规定塔底温度大于140℃后开始排放净化水,以及正常生产时,考虑氰化物水解,塔底温度应控制在160℃左右。
5、NH3和H2S在水中的溶解度随温度升高而降低,随压力增加而增高。
NH3 在水中的溶解度远大于H2S在水中的溶解度,但是若在NH3水溶液中通入H2S,则H2S 的溶解度就大大地提高,在约38℃和0.45MPa时,由于氨的存在,H2S在水中的溶解度可增加17倍以上。
6、H2S的溶解度远小于NH3,且饱和蒸汽压比同温度下的氨大的多,故其相对挥发度也就比氨大,因此,只要溶液中有一定数量的游离H2S分子存在,则与之呈平衡状态的气相中的H2S浓度就很可观。
正是由于氨的溶解度比硫化氢大的多,而硫化氢的相对挥发度比氨大的多,故汽提塔顶部在较低的温度下可以获得含NH3很少的酸性气体。
7、酸性水中有一定量的CO2,它也能溶解于水,但溶解度比H2S更小,在同样温度下,它的蒸汽压也比H2S大,所以它比NH3和H2S更容易汽提出来。
因此对污水净化而言,CO2的存在并无影响,但是值得指出的是,由于CO2的存在,特别是在低温条件下,会与氨作用生成氨基甲酸铵。
2NH3
+
CO2
=
NH2CO2NH4
(6)
它是一种白色固体,难溶的盐,会造成管道和阀门堵塞,加速设备腐蚀。
因此需控制A/(S+C)分子比(即氨摩尔数/硫化氢与二氧化碳摩尔数之和),除了保证NH3纯度外,还有一个重要目的就是要避免生成氨基甲酸铵结晶堵塞,保证安全生产。