煤制油酸性水汽提脱氨塔改造措施
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炼油厂酸性水汽提塔处理量降低原因分析及处理措施摘要:论文首先从酸性水气提塔处理量降低的现象着手做了详细地说明,进而从塔盘堵塞和塔底重沸器管束结垢两个方面来对酸性水气提塔处理量降低的原因展开系统性地剖析,最后从塔盘检修后的安装监护检查工作、塔盘选型的更换以及生产操作三个方面对其优化和预防控制进行了研究,以提高炼油装置的生产效率。
关键词:酸性水汽提;结垢;塔盘;分析前言通常炼油厂在对含硫原油进行加工过程中,每个装置都需做脱硫作业,从在这一过程中会产生酸性水。
而酸性水是一种含有大量的硫化氢、氨以及二氧化碳等的挥发性弱电解质的水溶液。
其里面含有大量的重要污染物,是不可直接将其排放到污水处理厂去的,其在排放前需严格做好相关处理并确保达到其排放指标后方可进行排放。
在炼油厂生产过程中如果汽提塔处理量无法满足相关要求或是净化水处理排放指标达不到标准时,就只能对装置进行紧急停工检修处理,这样一来不仅会浪费时间和精力,而且如果在检修过程中发生紧急状况时极有可能会致使全厂停工。
因此,全面保障汽提塔各项性能均达到相关标准及要求具有非常积极的现实意义。
一、浅析处理量降低的现象当酸性水汽提塔在运行一段时间后就会出现实际处理量达不到其设计处理量的情况,也可称之为处理量降低。
这一现象的出现通常是在蒸汽量、进料量以及原料组分均不发生改变的情况下而出现的冲塔及净化水排放指标不达标等问题,并最终使生产受到不良影响。
二、浅析处理量降低的原因通常造成处理量降低的原因主要是塔盘发生堵塞和塔底重沸器管束结垢堵塞而导致换热效果受到影响这两种因素。
1、关于塔盘堵塞分析通常酸性水汽提塔在运行过一段时间后都会出现塔盘堵塞的问题,这其实只是时间的长短问题。
塔盘堵塞通常又可分为松散油泥堵塞、结垢堵塞以及塔盘变形、翻转与脱落堵塞等类型。
现就这几种类型的堵塞做详细分析。
1)油泥堵塞造成油泥堵塞的主要原因就是酸性水大罐液位过低而致使入口管把酸性水罐底部所沉积的油泥杂质经泵与酸性水混合并输送至汽提塔中,从而导致酸性水进料加压泵的压力进一步提高,塔压力升高以及进化水不达标的问题出现,而以上这些都只是短期现象,其会随着大罐液位的调节而使这一现象得到改善。
煤化工酸水汽提装置运行存在问题及解决方法刘杰平,朱中华(国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司,宁夏银川750409)摘要:本文简述了酸水汽提工艺的发展概况和技术进展,详细介绍了煤化工酸水汽提装置实际运行中存在的几类主要问题,并提出切实可行的解决措施,具有一定的借鉴意义。
关键词:酸水汽提;工艺;问题;措施中图分类号:TQ05文献标识码:B 文章编号:2096-7691(2021)02-063-04作者简介:刘杰平(1971-),男,助理工程师,2005年毕业于中国石油大学,现任国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司净化合成厂副厂长,主要从事化工安全生产及工艺技术管理工作。
Tel:150****5238,E-mail:**********************.cn引用格式:刘杰平,朱中华.煤化工酸水汽提装置运行存在问题及解决方法[J ].能源科技,2021,19(2):63-66.1酸水汽提简介在石油化工装置生产过程中,部分装置会产出酸性废水,酸性水是一种含有H 2S 、NH 3、CO 2等挥发性弱电解质的水溶液,同时含有酚、氰化物和油等污染物。
一般情况下,煤化工工艺中产生的废水COD 在500~1500mg/L ,其酸性气体含量在4000~25000mg/L ,氨含量一般在3000~15000mg/L ,这些废水若不进行处理是无法再利用的;但如果处理不合格,则不仅会严重腐蚀管道设备,而且会对后系统的正常运行造成严重影响;若废水外排,将会加大污水处理厂负荷,对环境造成很大危害。
目前,国内对该废水处理的一般措施为采用蒸汽汽提方法进行处理,即首先将废水中的COD 、酸性气体和氨汽提出来,使废水中的COD 、酸性气和氨含量降低至一定标准后,再送至生化段进行污水处理或回用处理,称为酸水汽提,又称酸性水汽提。
2酸水汽提技术发展国内普遍应用的酸性水汽提工艺主要有单塔加压侧线抽出汽提、单塔常压无侧线汽提、单塔加压无侧线汽提和双塔加压汽提4种工艺流程[1-4]与4种工艺对比如下:2.1单塔加压侧线抽出汽提工艺单塔加压侧线抽出汽提工艺,酸性水分成冷、热进料分别进入塔内,冷热进料比为0.25~0.40;温度为35~40℃的冷进料打入塔顶,塔顶压力为0.5~0.6MPa ,塔顶排出纯度很高的酸性气,去硫回收装置。
关于炼油厂酸性水脱硫除氨技术的相关思考摘要:随着我国科学技术的迅速发展,在炼油厂进行酸性水的处理过程中,采取什么的方式进行酸性水的脱硫除氨显得十分重要,本文结合炼油厂的实际炼油过程,对脱硫除氨相关技术做简要阐述。
关键词:炼油厂酸性水脱硫除氨所谓炼油厂的酸性水具体是指催化裂化、常减压、加氢裂化等相关的加工装置中塔顶油水的水分离器、液态烃水洗等相关单元的排水,虽然酸性水的排水量比较小,但是却占整个炼油厂污水的十分之一还多,而酸性水中的硫化物等有害物质的含量高达90%,还有酚、氰化物等污染物质,因此对于酸性水进行脱硫除氨处理是非常重要也必不可少的过程。
一、酸性水的污染物成分酸性水的污染物成分因为原油种类的不同和加工装置的不同,会出现种种变化,若在原油中检测的硫和氮含量较高,则酸性水中的相关物质成分含量也会越高,随着我国进出口油量的逐步增加,导致进口原油中高硫原油的比例开始逐渐变大,这就必然导致酸性水的污染物开始成倍的递增,相对于这种递增现象来说,一般的污水处理工艺已经很难满足这种高硫原油的污水排放标准,高硫原油污水中的突出表现为污水中的硫化物和氨氮超标比较严重。
所以我们要在酸性水进入污水处理厂之前,先对其进行脱硫除氨的相关技术处理。
二、针对不同的污染物成分的酸性水,采取不同的处理方式在处理高浓度的氨氮酸性水中,我们往往采取的是吹脱法来进行处理,它的主要目的就是除去酸性水中的氨氮含量。
将相关气体通入酸性水中,让气体完全地融合在酸性水中,让在水中发生溶解作用的游离氨通过气体的液体的分界面,并由过去的液态成分向气态成分转变,从而在一定程度上达到除去氨氮的目的。
在采取脱氨法过程中,我们往往会用到两种设备,它们分别是吹脱塔和吹脱池,但是因为吹脱池所占的面积比较大,还会在一定程度上造成二次污染,所以,在平常的除氨法中,我们采用的大多是吹脱塔,在吹脱塔内部装上部分的填料,用来增加相关的气液传质面积,这样更加助于氨气从这些废水中分离出来,在经过脱氨程序后,有些酸水因为本身含氨量比较大,所以,很难达到相关的标准,这时,就需要把氨吹脱与其他的处理方法相结合,再次进行脱氨,我们可以在吹脱的同时采取相关的生物法。
煤气化废水酚氨回收装置中脱酸脱氨塔的操作优化摘要:社会的不断进步,推动了科技的发展,一些先进技术已经应用社会发展的各个方面,煤气化技术在社会发展中的利用,能够有效的提高资源的利用效率。
在实际的煤转化利用过程中都会产生大量的废水,并且这些废水中都包含有很多能够进行再次利用的物质,只有对其积极进行回收、加工在利用,才能有效的其利用效率,满足我国节能减排的发展需求。
关键词:煤气化;废水酚氨回收装置;脱酸脱氨塔;操作优化1酚氨回收装置运行工艺机理分析酚氨回收装置是由氨汽提塔、酸性汽提塔整合的一种设备。
主要分为脱酸脱氨系统、三级分凝系统内。
在实际运行工艺当中,处理之后的煤气化废水会分流,一部分废水进入到冷却塔内冷却,冷进料进入到塔顶当中;部分废水在流入到换热系统中,成为热料进入到塔体,之后在经过再沸器加热。
塔釜中的酸性气体主要为二氧化碳、硫化氢,与氨气共同加热,从液相释出并随着气相朝向塔顶上升。
上升中,由于气相和冷料接触,酸性气体挥发性高于氨气,所以大部分酸性气体会先从塔顶排出,少量酸性气体、大量氨气会重新被液相吸收,在塔体中间位置产生高浓度气体区,通过侧线采出之后会进入到三级分凝系统中,此时要降温3次,得到氨气。
塔釜液、热料换热后,在到脱酚系统当中脱酚处理。
此工艺同时脱出酸性气体和氨气,后续萃取工艺加工环境为碱性,这样即可提升萃取脱酚效率。
2煤气化过程中废水的来源及危害2.1煤气化废水来源在实际的工作过程中,煤气化的本质热化学反应,主要是以煤或焦炭作为主要的原料,然后在高温条件下通过裂解反应,从而实现将固体转化成为一些分子较小并且能够燃烧的原料:通常来说,小分子燃气体主要包括H、CO、CH,等。
在实际的煤气化工作时,进过裂解的气体,工作人员需要及时的对其进行洗涤,此过程中,就会产生废水,因此,煤气化的废水主要是由洗涤废水所构成。
粗煤气在净化过程中,也可以产生一定的废水,废水中主要包括:氧类、粉类、氰化物、高分子有机物、脂类、硫化物、SS等水溶性较强的物质。
IGCC电站煤气化废水脱氨工艺的优化改造IGCC电站煤气化废水脱氨工艺的优化改造随着工业化进程的不断推进,燃煤电厂等大型能源行业的发展,对水资源的需求也越来越大。
然而,煤矿煤气化产生的废水中往往含有大量的氨氮,如果不经过处理直接排放到水环境中,将会对生态环境造成严重的污染。
因此,如何高效地脱除废水中的氨氮,成为了当前研究的热点之一。
目前,IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle,综合煤气化联合循环)电站是一种高效、低污染的燃煤发电技术,但其废水处理工艺中的氨氮去除效率并不高,亟待进行技术改造。
本文将介绍IGCC电站煤气化废水脱氨工艺的优化改造,并探讨其在环保及经济效益方面的意义。
首先,我们来了解一下IGCC电站废水中的氨氮来源。
在IGCC煤气化过程中,煤样通过高温和高压条件下与空气或氧气进行反应,生成煤气。
而在煤气化过程中,氨氮含量较高的煤炭燃烧产生的氨氮含量也较高,这就导致了煤气中的废水中存在大量的氨氮。
传统的废水处理工艺往往采用生物法、化学法等单一工艺进行废水处理,但这些方法对氨氮的去除效果并不理想。
因此,在对IGCC电站煤气化废水脱氨工艺进行优化改造时,需要综合运用各种方法,以提高氨氮的去除效率。
一种常见的优化改造方法是运用吸附法。
富氧条件下,氨氮可以被氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,并被固体吸附剂吸附。
因此,将吸附剂添加到废水中可以有效地吸附氨氮。
同时,也可以利用聚合物材料制备吸附剂,增加其对氨氮的吸附能力。
这种改造方法不仅能提高氨氮的去除效率,还能降低废水处理过程的成本,并减少对环境的二次污染。
另一种优化改造方法是采用膜技术进行废水处理。
膜技术利用膜的选择性渗透性质将废水中的氨氮分离出来,从而达到去除氨氮的目的。
常见的膜技术包括反渗透膜、超滤膜等。
反渗透膜是一种表面有微孔的薄膜,能够有效地隔离废水中的氨氮,从而实现去除氨氮的目的。
超滤膜则是一种在一定压力下,根据孔径大小进行分离的膜,通过调整孔径可以有效地分离出废水中的氨氮。
煤制油酸性水汽提脱氨塔改造措施
摘要:在煤制油过程中产生的酸性水与石油炼化酸性水存在较大差异,其中复杂的有机组分及煤粉等固定杂质的存在对装置正常运行产生较大影响,文章介绍了煤制油酸性水汽提装置中脱氨塔运行过程中出现的问题及措施。
关键词:煤制油酸性水汽提脱氨塔改造措施
文中的酸性水汽提装置处理煤制油过程中产生的酸性水,该装置由中石化工程建设公司完成基础设计,由东华工程公司作为总承包商完成详细设计和工程建设。
本装置公称规模为100 t/h,实际处理量为:酸性水96.75 t/h。
酸性水的处理采用双塔汽提工艺,脱氨塔内设30层导向浮阀塔盘。
1装置运行过程中存在的问题
1.1原料水中复杂的有机组分影响装置正常运行
煤制油酸性水中含油复杂的有机组分,如图1所示,首先是性质比较特殊油类,常规的脱油办法不能有效脱除水中的油。
该酸性水汽提装置设计原料水中的油含量不大于100 mg/L,但从2012年1月份至7月份的分析数据可以看出,实际操作中进系统的原料水中油含量均超过400 mg/L,3月份甚至达到538 mg/L。
另外,污水中含有3000 mg/L左右的酚类有机组分,复杂的有机
组分的存在对汽提装置的运行造成了较大影响,脱硫化氢塔和脱氨塔运行过程中无法有效的脱除硫化氢和氨,装置出水不达标。
1.2煤粉和焦油类物质存在于原料水中,造成关键设备堵塞,影响装置运行
在煤制油复杂反应的过程中,未反应完全部分煤粉随污水进入污水汽提装置,煤粉类物质与油类在一定的压力和温度下形成焦状物,堵塞塔盘及冷换设备,影响装置正常运行。
图2所示为脱硫脱氨后净化水冷却器管束被焦状物堵塞情况。
1.3脱氨塔运行过程中的问题
酸性水汽提脱氨塔在装置投用超过一个月后便开始出现塔内频繁液泛的情况,塔顶底压差增大,液位迅速降低,塔顶氨气量急剧减
少,发生这种情况使需要及时降低塔顶回流量以及塔进料量,待塔压差降至正常范围,氨气量增大后再缓慢提高进料量,这种状态下塔底出水氨含量严重超标,如果处理不及时甚至出现淹塔的情况,严重影响装置运行及设备负荷。
表1所示为脱氨塔设计参数及运行参数。
2问题分析
含酚污水属于发泡物系,而且污水中还含有油类,使得物系易产生“乳化”。
浮阀塔盘属于“鼓泡”元件,当气液接触时会出现“乳化”现象,也就是导致脱氨塔“阶段性出现液泛或淹塔现象”,严重影响了塔盘的效率。
从图3和表2中所示的模拟气液负荷结果可知,该塔塔盘液相负荷较大,而操作时浮阀处于全开状态,浮阀全部浸泡在塔板液层中,使得浮阀失去了弹性,所以扩大处理量只能促使塔盘效果下降;污水中含有固体颗粒的物系中,浮阀塔盘会出现“卡死”、脱落的现象,这也使得塔盘的效率大大减低。
3改造措施
充分考虑煤制油酸性水介质条件,参考同类装置改造经验,将浮阀塔盘更换为抗堵、抗发泡性能较好的膜喷射立体塔盘,该塔盘的特点是:(1)阻力降低。
利用喷咀雾化的原理,通过对喷咀处的液层高度控制来实现塔板的低阻力,阻力降可控制在20 mmH2o以下。
(2)抗堵性强。
此种结构基本上没有可堵塞的部件,在咀处气速较高不易形成堵塞,对有颗粒沉液的物质,抗堵持续时间长。
立体塔盘的工作原理:在塔盘上液体被气体提拉上升向分离板撞击,经折流改变方向,沿水平方向形成形对撞,对撞后液体落回塔板上导流槽内,导流槽将
液体直接导入降液管,气体上升进入上一层塔板;经传质后的液体不再落到回原塔盘上,从而保证塔盘上与喷接触的液体为原始浓度,使传质推动力始终保持在高值上。
4结语
立体塔盘适合液气比较大的条件,通过塔盘改造,脱氨塔顶底压差由0.03MPa降低值0.011MPa,未出现液泛情况,最高运行负荷可达到105t/h,运行时间超过6个月,达到了消除瓶颈、实现装置安稳长满优运行的改造目的。