用导向浮阀塔盘改造含硫污水汽提塔

工业技术(270～272)用导向浮阀塔盘改造含硫污水汽提塔章国树,冯凤全(中国石化荆门分公司,湖北荆门448039)摘要:通过对中国石化荆门分公司含硫污水汽提塔现状分析及全面核算,提出了在尽量利用原有设备的基础上用新型高效的导向浮阀塔盘改造汽提塔的扩能方案。

结果表明,处理污水能力由60t/h提高到90t/h,装置总能耗由改造前的740MJ/t下降到696MJ/t,满足了该公司对水质的要求,达到了节能降耗的目的。

关键词:高效;导向浮阀塔盘;污水;汽提塔;技术改造;扩能中图分类号:TQ053.5 文献标识码:B 文章编号:1009-0045(2003)04-0270-03 中国石化荆门分公司现有2套设计处理能力分别为32t/h、60t/h的含硫污水加压汽提装置。

2套装置采用相同工艺技术,用于集中处理炼油装置排放的含硫污水。

采用单塔加压汽提、侧线抽出工艺,目的是通过降低污水中的硫化物、氨氮含量,降低污水处理场负荷,保证该公司总污水达标排放。

同时,回收硫化氢和氨气。

2000年以前,正常情况下该公司含硫污水量为50～60t/h,单开1套汽提装置勉强可以满足要求。

2000年以后,由于荆门分公司原油加工能力增加,原油中硫含量升高,市场对清洁燃料质量要求提高,含硫污水量增加到70～90t/h。

此时,必须使2套汽提装置同时开工,才能满足生产要求。

这对于工艺完全相同的2套污水加压汽提装置来说,从运行成本上来讲并不经济。

如果能够以较小的投入对60t/h汽提装置进行适当的扩能改造,正常情况下保持1套装置的运行,这样既利于生产管理又利于装置节能,从而降低污水处理成本。

1　含硫污水加压汽提塔① 60t/h汽提装置的含硫污水加压汽提塔设备规格:<800/<1600/<1800/<2000×43130,塔上部装鲍尔环填料,塔下部装45层F1浮阀塔盘。

整个塔可以视为2段叠加,塔底到中部抽出线为N H3汽提塔,中部抽出线到塔顶为H2S分馏塔。

其中,热进料位置以下为汽提段,以上为精馏段。

带侧线的含硫污水加压汽提塔以水蒸气为热源在塔底升温、升压,产生160～165℃的高温蒸汽自下向上运动,对自上而下运动的含有H2S、N H3、CO2的污水产生强汽提作用。

液相中的H2S、N H3、CO2不断蒸出,塔底得到低含量N H3和H2S的净化水。

H2S从塔顶尾气中排出,N H3在汽提塔中部形成一个高浓度区,在此侧线抽出富氨气。

2　改造方案经过工艺核算和方案比较,决定改造分两期进行:第一期,以较小的投入扩能改造加压汽提塔,使其处理能力最高达到120t/h(为二期改造做准备)。

相应的对小部分管线和控制阀等进行扩径,达到近期80t/h的处理能力;第二期,较大投入的改造,即对机泵、塔底重沸器、氨精制等装置进行扩能改造,达到100～120t/h的处理能力,满足公司污水处理需要。

2002年实施了60t/h汽提装置扩能改造的第一期工程,主要对汽提塔进行改造,经过充分调研并参考国内同类装置的改造经验,我们选用了由华东理工大学开发的高效组合导向浮阀塔盘对该塔进行了改造,达到了预期的目的。

①收稿日期:2003-05-08;修回日期:2003-05-31作者简介:章国树(1968-),男,湖北黄梅人,工程师,长期从事技术管理工作。

第21卷　第4期2003年7月 石化技术与应用Petrochemical Technology&ApplicationVol.21　No.4 J uly.20033　高效组合导向浮阀塔盘和F1浮阀塔盘的特性比较3.1　F1型浮阀塔盘的特性F1塔盘虽有良好的的操作性能,但仍然存在缺点:(1)塔盘上的液面梯度较大,使气体在液体流动方向上分布不均,在塔盘的入口端易产生过量的泄漏,或者在气体出口端导致气体喷射,二者均使塔盘的效率降低;(2)F1浮阀为圆形,从阀孔出来的气体向四面八方流出,使塔盘上的液体返混严重,返混程度的增加降低了塔盘的效率;(3)在塔盘两侧的弓形部位存在液体的滞止区,在滞止区内,液体无主体流动,通过滞止区的气体几乎无组成变化,这使塔盘的效率明显降低;(4)在操作中,F1浮阀不停地转动,浮阀和阀孔磨损严重,浮阀容易脱落,影响效率[1]。

3.2　导向浮阀塔盘的特性导向浮阀塔盘克服了F1浮阀塔盘的缺点,在结构上做了大的改进(如图1)。

图1　导向浮阀的结构1—塔盘;2—导向浮阀;3—导向孔 导向浮阀塔盘主要有以下特征:(1)盘上配有导向浮阀,浮阀上设有1个或2个导向孔,导向孔的开口方向与塔盘上的液流方向一致。

在操作中,从导向孔喷出的气体推动塔盘上的液体流动,从而消除了塔盘上的液面梯度;(2)导向浮阀为矩形,两段设有阀腿。

在操作中,气体从浮阀的两侧流出,气体的流出方向垂直于塔盘上的液体流动方向,因此,塔盘上的液体只有轻微的返混现象;(3)塔盘上的导向浮阀,有1个或2个导向孔,有2个导向孔的导向浮阀,排布在塔盘两侧的弓形区内,以加速该区域的液体流动,消除塔盘上的液体滞止区;(4)由于导向浮阀在操作中不转动,浮阀无磨损,不易脱落;(5)导向浮阀塔盘与Fl 型浮阀塔盘相比,处理能力有提高[2]。

4　改造内容及效果4.1　塔盘汽提塔塔底、塔盘支撑圈、上部填料段、物料进出口位置等不作改动,将45层F1浮阀塔盘全部更换为组合导向浮阀塔盘。

为进一步提高处理能力,将塔盘的开孔率作如下调整:<1800段由7.89%增加到9.49%;<1600段由3.20%提高到4.93%。

同时,将降液管底隙高度由50mm 提高到100mm ,出口堰高度由25mm 降低到20mm 。

4.2　塔底取热及管线由于处理量的增大,塔底热负荷由6.18MW 提高到8.37MW ,原重沸器换热面积偏小,除利用重沸器供热外,另采取直接向塔底吹汽供热措施,增加一组吹汽流量控制回路。

冷进料管线直径由50mm 增大到80mm ,流量控制阀更换为大流量控制阀。

413　改造后效果装置仅用5天时间完成改造,改造前后操作数据见表1。

由表1可以看出,改造前,汽提塔处理量达到45t/h 时,即开始出现操作波动,净化水质量变差。

改造后装置的处理量明显上升,当处理量达到90t/h 时,仍能平稳操作,各项指标均能符合要求;改造后塔的操作弹性大,改造前的侧线带液现象基本消除,塔顶酸性气不带氨,确保了液氨和酸性气的质量;改造后装置的蒸汽单耗降低,同时,由于改造后仅开汽提(II )装置,水、电、风等消耗比改造前2套装置同时开工时也有所降低,使装置的总能耗由改造前的740MJ /t 下降・172・　第4期 章国树等1用导向浮阀塔盘改造含硫污水汽提塔到696MJ/t;改造后塔盘压降由0.050MPa下降到0.026MPa,降低了动力消耗。

表1　改造前后装置主要操作数据项　目改造前改造后处理量/(t・h-1)4590塔顶温度/℃3635塔底温度/℃161160塔顶压力/MPa0.500.50侧线温度/℃154152蒸汽单耗/(kg・t-1)172148塔底废水中/(mg・L-1)　NH3-N153124　H2S33305　结语利用导向浮阀塔盘改造含硫污水加压汽提塔,达到了预期的效果,使单套装置的实际处理能力由50t/h提高到90t/h;在大处理量下,能保证装置净化水的质量达到排放要求;改造后装置各项消耗有所下降,达到了装置节能的目的;改造投资仅43万元,达到了“较小投入、较大产出”的目标,并为二期改造打下了基础。

参考文献:[1]李玉安,路秀林,赵培.导向浮阀塔盘和Fl型浮阀塔盘的比较[J].石油化工,1996,(8):563-567.[2]路秀林,赵培.导向浮阀塔板[J].化学工程,1992,20(3):41-46.●简讯●2003年乙苯生产技术 乙苯(E B)是生产苯乙烯的关键原料,已商业化的乙苯生产方法主要有AlCl3液相烃化法和分子筛烃化法二大类,目前尤以分子筛烃化法为主。

开发现代化乙苯生产工艺的公司主要有:ABB鲁姆斯公司、华盛顿集团国际公司巴杰尔(Badger)技术中心和CDTECH公司。

1　ABB鲁姆斯公司推出了苯和乙烯液相烃化的鲁姆斯/UOP EBOne工艺,采用UOP公司特定配方的沸石分子筛催化剂,处理乙烯进料可为化学级(70%)至聚合级,采用固定床液相反应器。

EB产品纯度大于99.9%,含二甲苯小于10×10-6,EB产率为99.7%。

该工艺装置投资为30～45美元/t。

物耗为:乙烯0.265t/t,苯0.738t/t。

能耗为1美元/t。

如与下游采用鲁姆斯/UOP Classic SM或SMART SH苯乙烯工艺的装置联合,能耗还可节减。

现已有14套EBOne工艺装置投运,EB总能力达370万t/a,装置能力为(6.5～53)万t/a,乙烯进料纯度为80%～100%。

另有7套装置在设计或建设中。

最大装置能力达72.5万t/a。

2　华盛顿集团国际公司巴杰尔技术中心采用莫比尔/巴杰尔(Mobil/Badger)EB Max工艺和埃克森莫比尔公司的烃化和烷基转移用沸石分子筛催化剂,催化剂寿命大于4年。

采用液相或气液混合相固定床工艺。

乙烯与苯反应生成EB和很少量聚乙烯苯(PEB),经烷基转移催化剂作用,PEB与苯反应再转化为EB。

EB产品纯度99.95%～99.99%,C8+C9杂质小于100×10-6。

物耗为:乙烯0.265t/t,苯0.739t/t。

能耗为:高压蒸汽0.98t/t,中低压蒸汽(输出)1.39t/t。

莫比尔/巴杰尔EB技术于1980年推向商业化应用,迄今已技术转让44套装置,总能力超过1700万t/a,应用EB Max技术的装置能力超过720万t/a。

3　CDTECH公司苯与乙烯烃化采用催化蒸馏技术CDTECH EB工艺,催化剂为特定配方的沸石分子筛,烃化催化剂装填在专有的CD(催化蒸馏塔器)结构中。

可处理宽范围的乙烯进料,乙烯浓度为10%(催化裂化干气稀乙烯)至100%。

EB产品纯度大于99.9%,含对二甲苯小于10×10-6。

EB产品产率为99.7%。

对于50万t/a装置,投资为1700万美元。

物耗为:乙烯0.265t/t,苯0.738t/t。

能耗为:电力20kWh/t,冷却水3m3/t,蒸汽(输出)1.3t/t,热油2.51MJ/t。

已有2套装置在阿根廷和加拿大运转,能力为14万t/a和47.7万t/a,乙烯原料纯度为75%至聚合级。

另有2套装置在设计和建设中,最大装置能力为85万t/a。

“八五”期间,我国引进了莫比尔/巴杰尔分子筛气相烃化技术,在盘锦、大庆和广州建设了3套乙苯生产装置。

上海赛科石化公司50万t/a乙苯/苯乙烯单体(EB/SM)装置和中海油-壳牌石化公司在惠州建设的56万t/a乙苯/苯乙烯装置将采用鲁姆斯技术。