酸性水汽提装置技术改造

2011-02-09司艳霞刘友恩吴建玲牛向丽

河南化工 2011年7期

涂联，司艳霞，刘友恩，吴建玲，牛向丽

(中原油田石油化工总厂，河南濮阳 457165)

1 装置概况

中原油田石油化工总厂酸性水汽提装置，于1996年8月建成投产，装置主要任务用水蒸气将催化裂化装置及常压蒸馏装置来的酸性水中的硫化氢和氨气汽提出来，得到净化水、氨水和酸性气，净化水回用到常压电脱盐装置，氨水回用到催化裂化和常压装置，酸性气作为硫氢化钠装置的原料生产硫氢化钠。

装置设计处理能力13.6万t/a(17 t/h)，采用单塔加压侧线抽出汽提工艺氨在水中的溶解度大于硫化氢在水中的溶解度，随着温度的升高，溶解度下降。硫化氢和氨共存于水中时，它们处于化学电离和相平衡之中:

在常温下，硫化氢和氨溶解于水中，并电离成离子而存在于水中，当温度提高后，上式所示的三个平衡向右边移动，酸性水汽提就是利用这一原理，将原料水加热至140℃以上，破坏了硫化氢和氨在水中的平衡，促使它们从液相向汽相中转移，同时利用水蒸气来降低硫化氢和氨在汽相中的分压，进而降低硫化氢在水中的含量，达到净化酸性水的目的。

图1 酸性水装置原则流程图

2 装置改造前现状

2.1 原料酸性水性质变差，装置处理能力下降

原设计 H2S 1 750 mg/L，CO2280 mg/L，NH3650mg/L，而2009年实际原料水的硫化物平均为9 730.7 mg/L，最高 14 435.7 mg/L，最低 2 526.24 mg/L;氨氮平均:12 119.8 mg/L，最高:14 598.9 mg/L，最低:9 043.21 mg/L。经过对该装置2009年净化水产品质量统计分析，发现当酸性水来量大时或原料水性质发生变化时，对酸性水操作有非常大的影响，一般加工量在13 m3/h以上时，净化水中的氨氮含量＞150 mg/L。不仅影响正常的生产，还影响总厂的外排水质量。

2.2 汽提蒸汽品质波动大

由于酸性水处理装置采用汽提蒸汽将酸性水中的硫化氢和氨汽提出来，其对汽提蒸汽品质要求较高，蒸汽压力、温度出现波动，将直接影响净化水、氨水质量。同时，汽提蒸汽直接进入汽提塔，也增加了全塔负荷，影响净化水、氨水质量。为了保证净化水的质量，提高了汽提塔塔顶温度，但由于氨盐的生成常常造成塔顶酸性气线堵塞(酸性气线DN50)。

2.3 侧线氨气三级冷凝冷却负荷小，温度高

侧线三级分液罐温度高，冬季生产时侧线氨气三级冷凝温度达到47℃，而夏季生产时最高超过55℃，氨水洗涤硫化物的温度≤40℃，显然，侧线氨气三级冷凝温度高。

2.4 全厂氨水量平衡困难

随着原油中氮化分物的增多，原料水中的氨氮增加，氨水浓度超高，氨水平衡困难，且氨水中硫化氢含量高，平均含量超过10 000 μg/g，加剧了生产装置设备的腐蚀。

2.5 氨气抽出口位置不合理

由于设计思路存在问题，所以侧线抽出口开口位置偏高，造成抽出气氨中H2S含量高，影响氨的质量和使用。另外汽提塔测量点少，没有准确塔板温度，使操作难度增大，影响平稳操作。

2.6 指标滞后

在90年代设计的含硫污水汽提净化水中的NH4-N要求小于160 mg/L，当时的指标没有考虑到对外排污水中NH4-N要求，所以设计塔板数少。另外在90年代人们没有认识到含硫污水中有固定铵，所以设计中没有降解固定铵设施。

3 改造方案

3.1 改造技术路线

①为节水、节能提高汽提塔分离效果，汽提塔由直接蒸汽汽提改造间接蒸汽汽提，增加一台重沸器，并将原蒸汽汽提流程保留，作为备用流程。②在汽提塔第17、19层开Dg20注碱口，利用液碱脱氨，增加10 m3容积碱渣储槽和2台0～100 L/h碱渣计量泵;③在主汽提塔侧线抽氨口在21层增加DN65抽出口一个。④在主汽提塔二层填料段增加一只热电偶，作为调节塔顶温度的灵敏板。⑤装置由常规仪表改造为DCS集散控制。⑥根据目前生产实际，塔顶酸性水管线由于腐蚀、结盐堵塞严重，将塔顶酸性气线由DN40改为DN50管线。⑦塔内目前无压降，经对汽提塔模拟核算，将塔上部填料高度由目前的4.5 m改为6 m;⑧根据目前实际对循环水线由目前的DN80改为DN150。

3.2 改造措施及内容

3.2.1 增加塔底重沸器

酸性水汽提装置增加塔底重沸器，首先可以减少进入处理塔的汽提蒸汽量，降低全塔负荷，也可为以后装置提高处理量打下基础。其次，通过重沸器加热酸性水，相比汽提蒸汽加热酸性水，其对蒸汽品质要求较低，可以有效地保证水处理塔的产品质量。重沸器热媒按1.0 MPa蒸汽考虑，重沸器型号为BJS1000-2.5-350-6/19-2 B=450，一台，富裕量为76.28%。