氨吹除塔在氯碱生产中的应用

张国奇，刘延安，高海阳，张岐林，韩云峰，蒲晓龙

（陕西北元化工集团有限公司，陕西 榆林 719319）

氨吹除塔在氯碱生产中的应用

张国奇，刘延安，高海阳，张岐林，韩云峰，蒲晓龙

（陕西北元化工集团有限公司，陕西 榆林 719319）

介绍了氨吹除塔的结构、性能、工作原理以及氨吹出塔在氯碱生产中的应用，通过实验优化氨吹出塔控制指标，得出粗盐水除氨最佳指标，从而保障了生产系统安全稳定运行。

氨吹除塔；粗盐水；无机氨

陕西北元化工集团有限公司化工分公司80万t/a离子膜烧碱项目于2010年10月正式投入运行。在氯碱生产中无机氨作为一项安全指标极为重要。无机氨主要来源于原盐，如果原料中无机氨含量高，会直接影响精制一次盐水质量，进入电解系统后，会产生三氯化氮，影响系统的稳定性。三氯化氮不稳定，遇明火易爆炸且破坏性极强，因此，在精制一次盐水生产时必须严格控制系统中盐水无机氨含量，粗盐水系统加入次氯酸钠来分解盐水系统中的无机氨含量，使其无机氨＜0．5×10－6，达到工艺需求，保证生产系统安全高效运行[1]。

1 氨吹除塔的结构、性能

该公司氯碱分厂使用的氨吹除塔是无锡德氟隆制造，氨吹除塔规格为ID3 000×8 356，容积为55．2 m3，设计压力为满压，设计温度为500℃，工艺介质为粗盐水、空气，筒体材质为Q235－A，内衬胶，氨吹除塔填料层高3 850 mm，填料为Ø47×19的PP梅花环，填料层容积为26．9 m3。

2 氨吹除塔的原理

粗盐水经粗盐水板换热后进入粗盐水高位槽，与加入的NaOH、NaClO进行反应，并调节好pH值后一起进入氨吹出塔内，氨吹出塔上部为喷淋装置，中部为调料层，下部为固定装置，粗盐水进入氨吹除塔，液体喷淋而下，经过填料塔反应后，由底部流出，在氨吹出塔底部安装有风机，填料塔内生成的一氯胺或二氯胺由风机从氨吹出塔顶部吹出。

当pH值＞9，（10～11．5最佳），温度60～69℃时生成一氯胺或二氯化氮。

NH4++OH－=NH4OH

NH4OH=NH3+H2O

NH3+ClO－=NH2Cl+OH－或 NH3+2ClO－=NHCl2+ 2OH－

而pH值＜5，温度66～69℃时，生成三氯化氮。

NH3+3HClO=NCl3+3H2O

由此可见，氨吹出塔粗盐水温度和pH值，对除去盐水系统中无机氨极为重要，直接决定氨吹出塔除氨效果。

3 氨吹除塔运行情况

3.1 粗盐水系统无机氨来源

2015年2月，该公司氯碱分厂盐水系统无机氨指标上涨明显，2月24日精制一次盐水无机氨一期409无机氨1．34×10－6，二期409无机氨1．18×10－6（指标值≤1×10－6）。于是安排开始向盐水系统加次氯酸钠降低盐水氨含量，保证系统安全稳定运行。

从发现盐水系统无机氨含量超标以来，一直给盐水中加次钠降低铵含量（盐水有效氯控制在5×10－6～10×10－6，pH值10～11．5），加强监控分析。2015年4月11日，一期氨吹除塔进口盐水无机氨4．01×10－6，二期氨进2．04×10－6；中控分析粗盐水无机氨一期5．27× 10－6；二期1．04×10－6（质检科分析盐业公司粗盐水无机氨含量一期5．56×10－6；二期1．98×10－6）。4月12日质检科分析一、二期粗盐水无机氨分别为5．524×10－6，10．335×10－6；精制一次盐水无机氨分别为2．67×10－6，1．02×10－6。以上数据及排查结果显示，虽然粗盐水系统自2015年2月24日开始向盐水系统中加次氯酸钠，但是粗盐水系统无机氨含量仍然上涨得不到有效控制。经进一步排查，2015年4月14日，协调质检科分析一二期进厂原盐无机氨含量分别为9．8× 10－6、10．29×10－6。

经过一个月的努力排查发现，造成盐水系统无机氨主要原因为进厂原料。

3.2 运行数据分析总结

根据2015年3月、4月氨吹除塔运行情况，收集4月11日至4月18日氨吹除塔运行指标，温度、盐水pH值、氨进无机氨、氨出无机氨、有效氯、风机压力数据情况见表1。

表1 实验数据汇总

表1中除氨效果数据为氨进减去氨出所得，即氨吹除塔进口粗盐水所含无机氨减去氨吹除塔出口粗盐水所含无机氨。上表数据温度、盐水pH值及风机压力几乎不变，假设为恒定值，以粗盐水有效氯（粗盐水次氯酸钠加入量）和除氨效果（氨吹出塔出口无机氨）做曲线，见图1。

图1 游离氯控制与无机氨对比

以上数据中粗盐水温度60～62℃、pH值10．1～10．6、风机压力2．5 kPa，3个因素视为不变因素，由上图1可知，粗盐水系统有效氯加入越大，除氨效果越好。但是如果粗盐水系统有效氯加入量大到一定程度，会给后续精盐水处理过程中带来一定影响。如精制盐水3#折流槽亚钠量消耗加大，增加生产成本，而且在二次盐水加入盐酸时会产生游离氯，对树脂塔安全稳定运行会带来威胁。

3 控制无机氨应急具体措施

无机氨含量在盐水系统中控制指标为小于1 mg/L。若无机氨超标，在电解过程中会在氯气系统或液氯中产生三氯化氮并不断富集，其含量会逐渐升高，操作不当会出现爆炸的危险，严重威胁着系统的安全稳定运行，为了进一步查找其产生的根源，降低无机氨含量，在日常生产管理中需落实好跟踪分析监控措施。

（1）一次盐水工序一、二期氨吹除塔进口、出口盐水中无机氨含量每天早班分析1次；

（2）一次盐水工序氨吹除塔盐水进口温度严格控制在60～70℃；

（3）一次盐水工序氨吹除塔出口盐水中游离氯控制在5～10 mg/L，pH值控制在10～11．5，要求每班分析4次；

（4）一次盐水工序V－409精盐水中无机氨每3天分析1次（早班）；

（5）保证氨吹除塔阻火器正常投用，并且根据运行情况定期清理阻火器。同时，禁止在一次盐水主厂房四楼室外平台、预处理器A顶部动火；

（6）氯处理工段液下泵三氯化氮含量每3天分析1次（早班），排污频次每周1次。

直至目前北元化工集团有限公司化工分公司氯碱分厂盐水系统无机氨指标控制稳定，均在指标范围之内（精制一次盐水盐水无机氨＜1×10－6），为氯碱生产系统安全稳定运行提供了保障。

［1］杨丽君．加强氯碱生产中对三氯化氮的安全控制．中国氯碱，1999，11．

Application of ammonia blowing tower in chlor alkali production

ZHANG Guo-qi，LIU Yan-an，GAO Hai-yang，ZHANG Qi-lin，HAN Yun-feng，PU Xiao-long
（Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co．Ltd．chemical branch，Shaanxi Yulin 719319）

This paper mainly introduces the ammonia except for the tower structure，performance，working principle and ammonia blow out tower in chlor alkali production application．Through the optimizing the ammonia stripping tower control index，obtained crude brine ammonia removal is the best indicator，so as to ensure the safe and stable operation of production system．

ammonia blowing tower；crude brine；inorganic ammonia

TQ028．3+8

B

1009－1785(2016)12－0028－02

2016－05－31