氨水精馏塔填料吹翻现象及处理措施

(河南能源化工集团中原大化有限公司，河南濮阳，457000)

1 水吸收氨循环再生工艺流程介绍

某公司年产30万吨合成氨装置，以天然气为原料，年产30万吨合成氨，采用德国UHDE—AMV低能耗工艺流程，由德国伍德公司总承包，分转化、净化、合成三部分。转化将CH4转为H2并加入空气燃烧，为合成回路提供N2，净化采用改良的苯菲尔法除去CO2，合成气通过压缩机提压至100bar后进入合成回路循环反应，因合成回路中含有惰气(CH4和Ar)，需放一部分驰放气，后系统设置有氨回收单元和氢回收单元。

氨合成回路来的驰放气，入吸收塔10C001底部与塔顶喷洒下来的10C002再生后的贫液作逆流吸收，吸收后气体中氨含量低于0.1%，继续进入氨冷却器10E004，用氨冷法进一步除去气体中的氨和水，然后去后系统氢回收单元。10C001出来的富液氨水浓度大约在15%，经换热器10E001A/B/C加热后，进入精馏塔10C002两段填料之间，加料口上部为精馏段、下部为提馏段，汽提蒸汽由再沸器10E005提供，再沸器用中压蒸汽加热。精馏段上部设有冷凝器10E003，从塔顶蒸出的气氨，在冷凝器中冷凝成液氨，部分液氨回流，其余作为产品，未冷凝气氨送入冷冻系统再冷凝后作为一段炉燃料使用，10C002塔底流出的贫液，氨浓度大约在0.02%，经10E001A/B/c，10E002A/B,经柱塞泵10P001加压后进入10C001，再次吸收驰放气中的氨，如图1。

2 10C002结构简图

如图2是一典型的精馏单元操作，塔顶配有冷凝器，部分冷凝液回流，塔底配有再沸器，热源为中压蒸汽，被加热的水利用虹吸原理进行自然循环，10C002为一填料塔，塔内径600mm，塔高18160mm,高径比为30，塔中放置上、中、下三层鲍尔环填料，共计3M3，为使气液分布均匀，充分完好接触，防止壁流发生，每层设置有再分布器，氨水溶液自塔的上、中层填料之间进入，加料口之上即精馏段，下位提馏段。为补充操作过程洗水的损失量，于塔下部还设有补充水加入管线。

3 填料吹翻后的现象

(1)10C002塔顶压力P10001压力波动大，P10001A开度较大，尾气中含的水大量进入冷冻系统，造成冷冻系统制冷效果差，制约系统负荷。

(2)塔顶温度T10004高，产品氨浓度低，补水阀开度大，因为不稳定，大量水随产品氨排出，难以维持水平衡，影响柱塞泵安全运行。

(3)10C002底部温度T10008不合格，釜液氨含量浓度高，造成10C001吸收不合格，气体出口氨含量超标，进入氢回收单元在换热器内结冰，堵塞换热器11E001，影响11单元运行周期，造成装置能耗高。

(4) 操作中减少再沸器蒸汽量，T10004仍然不下降，反而T10008温度下降，P10001波动大，工况进一步恶化。

图1 日产100吨合成氨装置工艺流程图

图2 日产100吨合成氨装置工艺流程单元图

4 处理措施

为保证后系统氢回收单元稳定运行,将氨回收单元停车交出，紧急抢修。打开10C002填料后，发现填料松散且损坏较多，立即将填料扒出来，重新更换填料后压紧。拆开10C002顶部发现分布器固定不牢固，有倾斜，重新加固分布器和塔板。系统再次开车后，10C002工况趋于稳定，T10004、T10008、P10001均在合格范围内，液位稳定，压力稳定，工况稳定。

5 防范措施

填料吹翻，分布器，塔板倾斜松动均与压力波动和水流冲击有关，因此要注意以下操作。

(1)开车过程时，10C002冲压，要控制好冲压速度，冲压不能过快，升温升压时，要缓慢，防止系统压力波动较大。

(2)系统停车时，要及时关闭10C002至10C001贫液截止阀，严禁系统串压。

(3)系统正常时，要稳定好各项指标，P10001不能大幅度波动。

(4)调整L10001旁路时，要缓慢，水流速度尽量平稳。