原料组分波动对操作的影响.doc

汽提原料组分波动影响及对策冯学斌酸性水车间 玉门炼厂酸性水装置由青岛英派尔化学工程有限公司设计，2005年建成并投产。装置由45万吨/年酸性水汽提和2500吨/年硫磺回收两个单元组成，其中汽提单元包括酸性水汽提和碱渣湿式氧化两个系统，硫磺回收单元由硫磺回收、尾气吸收与处理、富液再生三个系统组成，是全厂的集中脱硫环保装置。在实际生产运行中，由于酸性水汽提单元受上游装置影响，造成原料组分波动较大运行期间经常出现一些问题。1.原料组分变化的影响及消除1.1原料组分对塔顶酸气含烃量高从催化、焦化、重整加氢装置来的酸性水经脱气罐脱气、除油器除油后, 原料水带油过多不能经除油器除尽，进入原料水罐自然沉降。原料水带油，进入塔内很容易造成冲塔，造成塔顶酸性气烃含量增高影响制硫操作。酸气带烃会使烃类燃烧不完，会造成以下影响： 制硫炉超温， 严重超温会导致炉内衬里变形，炉体塌陷；系统积碳堵塞或压降上升，严重时会导致装置被迫停工；催化剂活性下降，使用寿命降低；产出黑硫磺，污染硫磺产品罐，造成硫磺质量不合格塔顶酸性气烃含量高，主要是由于原料水带油严重，脱气除油效果差，原料水罐中静置除油时间短，不能充分达到除油的目的。脱气罐脱气主要受低压管网压力的限制，由于低压官网压力波动，造成脱气罐压力随之波动，应稳定低压官网的压力，调低压控阀参数。同时提高除油器的除油效率，增加原料水罐静置除油时间，充分达到除油效果。1.2原料组分对塔顶酸气带氨的影响原料水组分的变化同时会影响塔顶氨含量的变化。由于原料水组分的变化，氨富集区也随着组分的变化上下波动，原料水氨含量少则氨富集区上移，原料水氨含量大则氨富集区下移。本装置操作存在着塔顶酸气阀位给定不变，当原料水含硫增加，塔顶酸气不能及时抽出带入侧线，硫含量低时，塔顶抽出过多，将侧线氨气抽出的风险。因此一定要及时根据原料组分的变化，及时调整酸气抽出量的大小和侧线抽出口的位置。1.3原料组分波动对塔顶温度的影响原料水带油，由于油的挥发度比硫化氢的高，很容易造成冲塔造成塔顶温度高。原料水硫化物氮化物的变化同样也会引起塔顶温度的变化，当原料水氨含量低时，氨富集区上移，氨气不能从侧线抽出，带至塔顶，造成塔顶超温，通过加大冷进料量来控制塔顶温度。 冷进料量对操作的影响：冷进料可以吸收掉上升气相中的多余氨气，增加冷进料可以一定程度上降低塔压，同时冷进料量的大小对氨的高浓度区位置影响极大。增加冷进料量，可使塔内低温区下移，氨的高浓度区也随之下移，会导致净化水氨含量升高。降低冷进料量，可使塔内低温区上移，氨的高浓度区也随之上移，侧线氨气抽不出，造成冲塔。 通过调节冷进料来调节塔顶温度，会极大的影响氨气的高浓度区位置。而酸性气抽出量的大小是由原料水含硫化氢量决定的，并不能视塔顶温度高低调节。氨极易溶于水，只要控制顶温度不大于45，同时塔顶酸气抽出不带液体，冷进料就可以吸收大量的氨气，有效避免塔顶酸气带氨，不用刻意通过冷进料大小控制顶温度。1.4原料组分波动对侧线的影响本装置运行期间汽提单元侧线三级分凝器经常发生堵塞，导致操作不正常，侧线抽出量大幅度的波动，净化水硫化物氮化物含量上升，影响汽提单元的正常操作。同时塔顶酸气氨含量上升，影响制硫操作。当原料组分大的时候，硫化氢含量也相应的上升，硫化氢的分离需要的塔板数相应的增加，氨与硫化氢分离需要的塔盘数也相应的增加。硫化氢在19层未彻底分离，进入19层抽出口，与氨混合低温下发生结晶。消除铵盐结晶：三级分凝器堵塞，主要是由于原料组分波动较大，不能及时调整，酸气不能及时从塔顶抽出,带入侧线系统，低温下铵盐结晶。所以要根据原料水组分的变化及时调整酸气抽出量，防止硫化氢不能及时带出塔顶而带入侧线，导致铵盐结晶。1.5汽提注碱对净化水的影响 汽提注碱也相应的改变了原料水组分的变化，注入量和注入位置对汽提塔操作有着很大的影响。 汽提净化水中氨氮超标，除汽提效率下降和操作不当外，主要原因是酸性水中固定氨的含量增加，如硫酸铵、氯化铵等。固定氨靠简单的加热无法分解，难以从水中去除。随着原油加工种类及加工工艺的改变，炼油厂酸性水中的氨含量及固定氨含量都大幅度的增加，影响了氨的汽提深度，使净化水中的总氨含量无法降到预期的水平去除固定氨的常规方法是向汽提塔内加注碱，加碱汽提原理如下：在酸性水体系中铵离子从在以下平衡：(NH4)2SO4 + 2NaOH = 2NH4OH + Na2SO4NH4OH = NH3 + H2OH2S + Na OH = Na HS+H2ONa HS + Na OH = Na2S + H2O当向汽提塔内加碱时，OH-浓度增加，平衡向右移动随着NH3不断地被汽提出去平衡不断向右移动从而达到去除固定安的效果。但当去除固氨的同时Na2S 的浓度也在相应的增加，即NH4+被除去的同时硫又被固定为Na2S，降低了脱硫的效率。从汽提工艺来讲，注碱越往上越有利于固定氨的去除，但越往上反而增加了固定硫，降低了脱硫的效果。由于本装置塔底净化水氨含量较高，注碱主要是去除固定氨达到净化水质的目的，由于侧线抽出口下硫化氢含量很低，固定氨含量相对较高，注碱可以有效去除固定氨，但对固定硫的增加不是很大，从而可以达到净化水质的目的。2.侧线抽出塔盘选择及控制 本装置13年检修开开厂期间，发现D-4105氨含量偏高（漏点处氨味较大），侧线氨气抽出量及三个级分凝器压力上下有规律波动，同时一层塔盘温度也随之相应的波动。塔底蒸汽量的变化也很大，在7.0m3/h左右，比平时明显偏大。压力及温度波动分析：分析认为，由于原料组分较平时低约5000mg/l，造成氨富集区位置波动，氨气富集区在抽出口19层稍微偏上，导致侧线抽出量波动。氨气不能有效抽出被带至分液罐。热量不能有效从侧线抽出，氨气带的热量上升导致一层塔盘温度偏高，很容易冲塔，必须通过加大冷进料量来控制塔顶温度，造成冷热进料比较设计值偏大。蒸汽用量波动大的分析：由于侧线氨气富集区偏上19层抽出口，导致氨气不能抽出，反而抽出了大量的水汽导致三个分凝器的凝液量大幅度上升，水汽的冷凝造成三个分凝器的压力较设计值严重偏低。水汽的抽出降低了塔压，从而不能有效维持塔的温度，必须加大蒸汽用量来维持温度，从而造成了蒸汽用量大幅度的波动。AspenPlus软件模拟显示在其它条件不变的情况下，侧线抽出塔板位置越往上，再沸器能耗降低，但变化不大，同时，塔底净化水NH3含量