堿液系統(tǒng)液泛原因探討及處理措施

靳文芳，趙萬杰，王 勇

（河南能源化工集團(tuán)中原大化公司，河南濮陽 457004）

堿液系統(tǒng)液泛原因探討及處理措施

靳文芳，趙萬杰，王 勇

（河南能源化工集團(tuán)中原大化公司，河南濮陽 457004）

分析堿液臟起泡液泛的原因，提出了解決方法并實(shí)施，解決了問題，為堿液系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

堿液；起泡；過濾；濾袋；措施

我公司合成氨廠是80年代我國采用UNDEAWV技術(shù)的國內(nèi)唯一大型氨廠。它以天然氣為原料日產(chǎn)合成氨1 000 t，其生產(chǎn)流程仍然采用高、低溫變換串甲烷化的流程，二氧化碳脫除采用的是改良苯菲爾法，主流程為兩段吸收、帶四級噴射器及蒸汽壓縮機(jī)的一段再生，主吸收劑為K2CO3溶液，并通過向系統(tǒng)中添加V2O5在碳鋼表面形成鈍化膜進(jìn)行防腐。

1 堿液系統(tǒng)液泛過程

2013年4月17日，操作人員發(fā)現(xiàn)吸收塔出口CO＋CO2從0．1%逐漸上升到0．25%，吸收塔壓差從0．02 MPa快速上升到0．044 MPa。吸收塔出口分離器導(dǎo)淋排出大量的堿液且甲烷化爐床層溫度從320℃迅速下降到260℃。為保證甲烷化爐及后系統(tǒng)的安全，采取了緊急停車處理措施。

開車正常后發(fā)現(xiàn)甲烷化系統(tǒng)的壓差從0．07 MPa上升到0．2 MPa，說明堿液帶入了甲烷化系統(tǒng)。從這次事故分析來看是吸收塔液泛引起的，而堿液臟起泡是其主要原因。

2 堿液臟原因分析

（1）堿液設(shè)備系統(tǒng)的腐蝕產(chǎn)物引起發(fā)泡。從2012年以來脫碳溶液運(yùn)行質(zhì)量愈趨惡化，堿液中鐵離子含量分析遠(yuǎn)超過100 mg／L。從過濾出來的雜質(zhì)組分分析來看，含有Ni、Cr、Fe、Cu、單質(zhì)C，F(xiàn)e占有45%。這不僅說明了整個(gè)堿液系統(tǒng)的腐蝕比較嚴(yán)重，也說明前工段工藝氣帶來的催化劑粉塵是污染堿液的另一個(gè)因素。

（2）在新加弛放氣換熱器內(nèi)析炭形成的炭微粒，隨著氣體進(jìn)入堿液系統(tǒng)，增加了堿液中有機(jī)物的含量，從分析的數(shù)據(jù)（表1）印證了這一判斷。

表1 過濾雜質(zhì)分析統(tǒng)計(jì)表

（3）由于堿液臟，為了提高堿液再生度，被迫提高工藝氣溫度，這樣就造成了帶入吸收塔的工藝?yán)淠涸黾樱?jīng)過計(jì)算約有2 t／h。工藝?yán)淠褐泻写罅康募状肌⒓姿岬扔袡C(jī)物，這也一定程度污染了堿液。

（4）隨著前系統(tǒng)工藝氣進(jìn)入的烴類、醇類、油類等。

（5）堿液系統(tǒng)加入的活化劑二乙醇胺（DEA）在一定條件下會發(fā)生氧化降解和高溫降解，DEA與CO2在一定溫度下可以反應(yīng)生成唑烷酮類和羥乙基哌嗪類化合物。這些降解物質(zhì)都是以油類形式存在，大修停車期間堿液貯槽上層漂浮一層油類物質(zhì)也證明了這一點(diǎn)。

（6）在系統(tǒng)引甲醇弛放氣期間，工藝氣甲醇含量增加。工藝?yán)淠褐屑状己繌恼５?50 ×10－6上升到4 000×10－6，說明有大量氣體甲醇在堿液吸收過程中溶入到堿液中。

3 采取的措施

為了維持整個(gè)堿液系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，我們采取了以下措施。

3.1 日常維護(hù)

（1）為提高堿液中雜質(zhì)在地下儲槽的沉降效果，定期清理地下儲槽。

（2）定期對過濾器中的活性炭反沖或者更換，提高過濾效果。

（3）退液6 t左右到大儲槽沉淀5～6 h后再打回系統(tǒng)。

（4）加空氣位置改至再生塔。保持小流量，配少量氮?dú)猓３治鍍r(jià)釩不下降就可以了。這樣就控制了加入空氣量，防止加入過量造成管道腐蝕和二乙醇胺的氧化降解。

（5）總鉀控制在28%～30%，防止因總鉀過高對管道腐蝕及過低影響吸收效果。上塔貧液流量穩(wěn)定在160～170 m3／h，下塔半貧液控制在630～650 m3／h，防止貧液與半貧液比例失衡造成再生度下降。

（6）消泡劑加入謹(jǐn)慎，由氨廠工藝組調(diào)控，班組禁止隨意加消泡劑。按系統(tǒng)溶液240 m3計(jì)算，消泡劑濃度小于5×10－6，控制每次加入量小于1 000 ml。

（7）再生塔回水閥保持4～6扣開度，當(dāng)成排污用。

3.2 新加措施

自制一套過濾裝置，其大小約為9 m3，分為兩室，一室占總體積的五分之四，其下部鋪設(shè)活性炭，在上部用一根導(dǎo)管分為八個(gè)分管，并在分管的出口用濾孔為5μm的濾袋過濾。在二室堿液上部放置吸油紙。過濾流程為，堿液從再生塔底部流出，先經(jīng)過濾袋過濾固體雜質(zhì)后，再經(jīng)過活性炭吸附油、有機(jī)物等，沒有被吸附的油類物質(zhì)再被吸油紙吸附，這樣就形成了一套完整的過濾裝置。如圖1。

圖1 過濾裝置示意

濾袋是用不銹鋼絲對濾布進(jìn)行縫補(bǔ)，使其呈袋狀。在縫補(bǔ)過程中注意針與針的距離要小，保證濾袋的承壓能力，防止堿液從濾袋的貼合處漏出，影響過濾效果。

濾袋使用一段時(shí)間后若從底部開線，說明濾袋內(nèi)部承壓，從而造成濾袋開線，這時(shí)不得已更換新的濾袋。隨著投用時(shí)間的延長，系統(tǒng)內(nèi)可被過濾的雜質(zhì)減少，濾袋內(nèi)外的壓差減小，這樣就可以減少更換濾袋的次數(shù)，減少使用數(shù)量，降低使用費(fèi)用。現(xiàn)在更換濾袋的次數(shù)已經(jīng)由初期的每周一次延長到兩周一次。

5月20號，濾袋過濾系統(tǒng)投用后堿液分析數(shù)據(jù)如表2，鐵離子含量見圖2，泡高見圖3。

表2 堿液分析數(shù)據(jù)

圖2 堿液中鐵離子含量的變化趨勢

從圖2可以看出濾袋投用后，溶液Fe離子含量下降明顯，現(xiàn)穩(wěn)定在80 mg／L以下。

圖3 堿液泡高和消泡時(shí)間變化趨勢

從圖3可以看出濾袋投用后，溶液消泡時(shí)間和泡高同步下降，說明堿液臟得到了逐步改善。

袋式過濾器的投用能夠有效改善脫碳系統(tǒng)的過濾效果，降低溶液發(fā)泡程度，鐵離子含量有明顯降低，同時(shí)也減輕系統(tǒng)沖刷腐蝕，達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。

3.3 停車時(shí)的處理

我們不僅對堿液進(jìn)行在線處理還利用停車機(jī)會對堿液處理，處理措施如下。

（1）當(dāng)堿液再生合格后全部退至大貯槽，進(jìn)行靜置沉降，使油狀物質(zhì)上浮，固體雜質(zhì)下沉。

（2）當(dāng)堿液退完后，系統(tǒng)上脫鹽水啟動堿液泵對整個(gè)堿液系統(tǒng)進(jìn)行水洗。

（3）堿液靜置一段時(shí)間后，專人在大儲槽頂部撈油狀物質(zhì)。

（4）控制大貯槽上液高度，使剩余的含有雜質(zhì)和油污的堿液不加入系統(tǒng)。

4 總 結(jié)

通過采取一系列的措施，堿液系統(tǒng)工況明顯好轉(zhuǎn)，不再成為威脅合成氨安全穩(wěn)定生產(chǎn)的因素，但是堿液系統(tǒng)的再生度不夠（再生指數(shù)偏高），這也影響了吸收塔出口氣體的凈化度，增加了噸氨的消耗。我們認(rèn)為這主要是因?yàn)閴A液已經(jīng)用了20多年，堿液中含有無法過濾的雜質(zhì)，引起堿液再生不好，從堿液的顏色就可以判斷（現(xiàn)在呈黑醬油色，正常應(yīng)該淡綠色）。要想徹底解決堿液問題只有全部更換，但是廢堿液的安全、環(huán)保處理這個(gè)問題也擺在我們的面前，我們還要對這些問題繼續(xù)探討并加以解決。

Discussion of Causes of Flooding Phenomenon in Liquid Alkali System and Treatment

JIN Wen-fang,ZHAO Wan-jie,WANG Yong
（Zhongyuan Dahua Branch of Hennan Energy＆Chemical Group，Puyang Henan 457004，China）

Analyze causes of liquid alkali system being dirty，bubble and flooding．Propose solutions and revamped the system．After problems are solved，system safe operation is guaranteed．

liquid alkali system；bubble；filter；filter bag；treatment

TQ113．26＋4．3

B

1003-6490（2014）01-0039-02

2013-10-12

靳文芳（1987－），女，河南林州人，助工，現(xiàn)在中原大化合成氨廠從事生產(chǎn)管理工作。