煤制油酸性水汽提脫氨塔改造措施

王建立

摘 要：在煤制油過(guò)程中產(chǎn)生的酸性水與石油煉化酸性水存在較大差異，其中復(fù)雜的有機(jī)組分及煤粉等固定雜質(zhì)的存在對(duì)裝置正常運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，文章介紹了煤制油酸性水汽提裝置中脫氨塔運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及措施。

關(guān)鍵詞：煤制油 酸性水汽提 脫氨塔 改造措施

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-00-02

文中的酸性水汽提裝置處理煤制油過(guò)程中產(chǎn)生的酸性水，該裝置由中石化工程建設(shè)公司完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，由東華工程公司作為總承包商完成詳細(xì)設(shè)計(jì)和工程建設(shè)。本裝置公稱規(guī)模為100 t/h，實(shí)際處理量為：酸性水96.75 t/h。酸性水的處理采用雙塔汽提工藝，脫氨塔內(nèi)設(shè)30層導(dǎo)向浮閥

塔盤。

1 裝置運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題

1.1 原料水中復(fù)雜的有機(jī)組分影響裝置正常運(yùn)行

煤制油酸性水中含油復(fù)雜的有機(jī)組分，如圖1所示，首先是性質(zhì)比較特殊油類，常規(guī)的脫油辦法不能有效脫除水中的油。該酸性水汽提裝置設(shè)計(jì)原料水中的油含量不大于100 mg/L，但從2012年1月份至7月份的分析數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)際操作中進(jìn)系統(tǒng)的原料水中油含量均超過(guò)400 mg/L，3月份甚至達(dá)到538 mg/L。

另外，污水中含有3000 mg/L左右的酚類有機(jī)組分，復(fù)雜的有機(jī)組分的存在對(duì)汽提裝置的運(yùn)行造成了較大影響，脫硫化氫塔和脫氨塔運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法有效的脫除硫化氫和氨，裝置出水不達(dá)標(biāo)。

1.2 煤粉和焦油類物質(zhì)存在于原料水中，造成關(guān)鍵設(shè)備堵塞，影響裝置運(yùn)行

在煤制油復(fù)雜反應(yīng)的過(guò)程中，未反應(yīng)完全部分煤粉隨污水進(jìn)入污水汽提裝置，煤粉類物質(zhì)與油類在一定的壓力和溫度下形成焦?fàn)钗?，堵塞塔盤及冷換設(shè)備，影響裝置正常運(yùn)行。圖2所示為脫硫脫氨后凈化水冷卻器管束被焦?fàn)钗锒氯闆r。

圖2 脫氨后凈化水冷卻器管束

1.3 脫氨塔運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題

酸性水汽提脫氨塔在裝置投用超過(guò)一個(gè)月后便開始出現(xiàn)塔內(nèi)頻繁液泛的情況，塔頂?shù)讐翰钤龃?，液位迅速降低，塔頂氨氣量急劇減少，發(fā)生這種情況使需要及時(shí)降低塔頂回流量以及塔進(jìn)料量，待塔壓差降至正常范圍，氨氣量增大后再緩慢提高進(jìn)料量，這種狀態(tài)下塔底出水氨含量嚴(yán)重超標(biāo)，如果處理不及時(shí)甚至出現(xiàn)淹塔的情況，嚴(yán)重影響裝置運(yùn)行及設(shè)備負(fù)荷。表1所示為脫氨塔設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行參數(shù)。

2 問(wèn)題分析

含酚污水屬于發(fā)泡物系，而且污水中還含有油類，使得物系易產(chǎn)生“乳化”。浮閥塔盤屬于“鼓泡”元件，當(dāng)氣液接觸時(shí)會(huì)出現(xiàn)“乳化”現(xiàn)象，也就是導(dǎo)致脫氨塔“階段性出現(xiàn)液泛或淹塔現(xiàn)象”，嚴(yán)重影響了塔盤的效率。從圖3和表2中所示的模擬氣液負(fù)荷結(jié)果可知，該塔塔盤液相負(fù)荷較大，而操作時(shí)浮閥處于全開狀態(tài)，浮閥全部浸泡在塔板液層中，使得浮閥失去了彈性，所以擴(kuò)大處理量只能促使塔盤效果下降；污水中含有固體顆粒的物系中，浮閥塔盤會(huì)出現(xiàn)“卡死”、脫落的現(xiàn)象，這也使得塔盤的效率大大減低。

3 改造措施

充分考慮煤制油酸性水介質(zhì)條件，參考同類裝置改造經(jīng)驗(yàn)，將浮閥塔盤更換為抗堵、抗發(fā)泡性能較好的膜噴射立體塔盤，該塔盤的特點(diǎn)是：（1）阻力降低。利用噴咀霧化的原理，通過(guò)對(duì)噴咀處的液層高度控制來(lái)實(shí)現(xiàn)塔板的低阻力，阻力降可控制在20 mmH2o以下。（2）抗堵性強(qiáng)。此種結(jié)構(gòu)基本上沒(méi)有可堵塞的部件，在咀處氣速較高不易形成堵塞，對(duì)有顆粒沉液的物質(zhì)，抗堵持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。立體塔盤的工作原理：在塔盤上液體被氣體提拉上升向分離板撞擊，經(jīng)折流改變方向，沿水平方向形成形對(duì)撞，對(duì)撞后液體落回塔板上導(dǎo)流槽內(nèi)，導(dǎo)流槽將液體直接導(dǎo)入降液管，氣體上升進(jìn)入上一層塔板；經(jīng)傳質(zhì)后的液體不再落到回原塔盤上，從而保證塔盤上與噴接觸的液體為原始濃度，使傳質(zhì)推動(dòng)力始終保持在高值上。

4 結(jié)語(yǔ)

立體塔盤適合液氣比較大的條件，通過(guò)塔盤改造，脫氨塔頂?shù)讐翰钣?.03 MPa降低值0.011 MPa，未出現(xiàn)液泛情況，最高運(yùn)行負(fù)荷可達(dá)到105 t/h，運(yùn)行時(shí)間超過(guò)6個(gè)月，達(dá)到了消除瓶頸、實(shí)現(xiàn)裝置安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行的改造目的。