酸性水装置培训教材-.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,酸性水装置简介,酸性水汽提装置主要是对催化裂化，重交沥青及加氢装置的酸性水进行净化，并产生氨水，硫化氢酸性气的环保装置。氨水可满足厂内自用，硫化氢酸性气可作为硫磺回收的原料。,该装置采用单塔加压蒸汽汽提侧线抽氨新工艺，设计处理能力50TH，操作弹性50，经处理后的净化水中硫化物含量小于20ppm，氨氮含量小于80 ppm，PH：69。,1,酸性水汽提的目的,由于酸性水中含有大量的硫化氢，氨等有毒有害气体，直接排入污水池，不仅仅影响污水处理厂的正常运行，而且将有大部分硫化氢气体从水中逸出，造成大气污染，为此酸性水汽提装置能使酸性水的净化回收硫化氢和氨气，化害为利。,2,原料水的性质,原料污水中,99,以上是水，所以其性质于纯水相近。主要成分有,H,，,CO2,，,NH3,，酚，氰化物，烃，等多种物质组成。,原料污水中所含有害物质以,NH3,、,H2S,、,CO2,为主，污水汽提主要是除去污水中的,NH3,、,H2S,，为此我们有必要了解,NH3,、,H2S,、,H2O,三元体系的性质：,在水中,NH3+H2O=NH4+OH-,H2S=H+HS-,在污水中，由于,NH3,、,H2S,共存，故有：,NH4+,HS-,NH4HS,故在污水体系中存在汽液平衡，即如图所示：,H2S,、,NH3,汽相,-,H2S,、,NH3,NH4+HS-,H2O ,液相,可用如下反应式表示：,(NH4HS)NH4+HS-,(NH3+H2S),液,(NH3,H2S),汽,.,3,(,),温度对上述平衡的影响,硫氢化氨在水中水解为,NH3,、,H2S,是一个吸热反应，即当温度升高时，有利于此反应的进行，,即：,式平衡向右移动，,NH4HS,不断水解，溶液中游离的,NH3,、和,H2S,分子不断增加，相应汽相中,NH3,、,H2S,分压也随之升高。,当温度降低时，,式平衡向左移，溶液中,NH4+,、,HS-,离子浓度逐渐增加，即在低温段以,NH3,、,H2S,离解为,NH4+,、,HS-,离子为主。,这样低温段和高温段的界限为,110,，即当温度高于,110,，水解常数,K,随温度的升高而迅速升高。,式平衡迅速向右移动，可使污水中,NH3,、,H2S,从水中脱除，而在温度低于,110,时温度对,K,的影响不大，,K,值较低，,NH4+,与,HS-,大量存在于水中。,4,(,二,),NH3,、,H2S,溶解度,在通常状态下，,NH3,比,H2S,更易溶解在水中，即,NH3,在水中的溶解度远大于,H2S,在水中的溶解度，在标准状况下一体积水能溶解,700,体积的,NH3,，溶解,2.6,体积的,H2S,。,但在污水中,NH3,与,H2S,共存，,NH4+,与,HS-,生成,NH4HS,，破坏了,NH3,H+,HS-,的平衡，使水中游离的,NH3,分子减少，从而使,H2S,在污水中的溶解度增大。,污水中还有一定量的,CO2,，它也能溶于水，但溶解度比,H2S,小，在同样的温度下它的蒸气压比,H2S,的大，因而其挥发度也比,H2S,的大，所以它比,NH3,、,H2S,更容易汽提出来。,5,酸性水汽提的工艺原理,装置采用单塔加压侧线抽出蒸汽汽提回收产品的方法，其主要是利用,CO2,和,H2S,的相对挥发度比,NH3,高而溶解度比,NH3,小的特性来驱除酸性水中的,NH3,、,H2S,、,CO2,，,6,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,7,酸性水开工步骤,一：装置检查：,检查,V101,，,T101,，,V110,，的安全阀投用情况，放空是否都已经关闭。,通知仪表对现场仪表检查，效验调节阀，看是否有卡死现象，室内开度与现场开度能否对应，若存在问题及时通知仪表检修。,检查,P103AB,，,P104,，油位，盘车情况。确保净化水空冷，机泵都已送电。,确保蒸汽，净化风，非净化风，氮气，全部引进装置。,8,二,:,检查工艺流程准备好接收催化来的原料水,1.,从原料水进装置,原料水过滤器（过滤器滤网加粗）,V101,污水脱气罐，,V103U,型管,V104,。改好流程，只保留原料水入装置一道闸阀。,2.,待催化开始送水，打开原料水入装置闸阀，,V101,见液位后，投用原料水进罐调节阀，保持,V101,液位在,40,60,之间，待,V101,顶部压变有压力显示时，可投用放火炬调节阀。,3.,等待车间通知开工。,注意：,V101,液位不可控制过高，防止满罐后原料水串入火炬管线。同时也不能液位降为,0,，这样会造成大量瓦斯气进罐。,注意观察水量的大小和大罐液位，（现在,V103,液位,72.6,，,V104,液位,60.1,）,。,9,三：检查汽提塔进料流程向塔内冲压,1.,改好进料流程,热进料流程：,P103ABE102E103E104ABCDEFT101,冷进料流程：,P103ABE101T101,净化水流程：,T-101(,底,)E-104/ABCDEFE-102,空冷,A-101,冷却器,E-110,净化水外排调节阀,V-104,侧线流程：,T101,第,19,层抽出,E103 V105 E107 V106 E108 V107 E111,氨水罐,V111,。,V105 V106 V107,冷凝液返回大罐,V104,。,10,改进料流程时的注意事项：,（,1,）关闭净化水入大罐,V104,前闸阀，防止非净化风串入大罐。,（,2,）关闭净化水外排至污水处理厂闸阀，打开净化水去污水处理厂与返大灌管线之间的副线。,（,3,）先关闭侧线抽氨闸阀。,11,汽提塔冲压（冲压介质非净化风）,检查好装置非净化风和氮气线流程，从,F201,炉头处将氮气线中串入非净化风，注意关好西街区氮气入装置阀门，防止外串至外装置。,从外排酸气调节阀，处注入非净化风，冲压至,0.,MPA,，注意关闭,V202,入口闸阀。,12,四：原料水的闭路循环,启动,P103,向塔内打入原料水，注意调整进料量的大小，冷热进料为,1:4,，总量控制在,20,/h,左右。待塔底见液位后，逐渐打开净化水进罐闸阀，用净化水外排调节阀来控制塔液位在,50%-70%,之间。,要缓慢打开净化水进罐闸阀，因为此时管线内会存有大量空气，瞬间进罐会造成原料水从型管顶部放空喷出。,13,五：系统升温：,.,升温前先投用,E101,、,E106,、,E107,、,E108,冷却循环水循环,2.,将,1.0Mpa,蒸汽引入酸性水重沸器入口，凝结水流程全部改好。,3,当循环正常后，开重沸器入口，按,30/h,升温，使塔底温度大约经过四小时达到,120,此时汽提系统热运完成，继续循环。,注意：,总量要求,20T/h5,左右。,酸性水循环正常，争取,4,个小时塔底达到,120,以上。,冷热进料比为,1:4,左右。,提量范围为,1-2T/h,。,保持塔底液位为,50-55%,。,4.,当塔顶压力到,0.3MPa,时，用,FY106,控制阀，控制酸性气量放火炬，保证塔顶继续升压至,0.5MPa,，酸气排放量达到正常后，按温度控制。,5.,开侧线,当塔底,49,层温度在,140,以上时，可少开侧线，当,19,层塔盘温度,138,，可根据抽出比,9-10,，调整侧线量，使分一、分二、分三的指标逐渐达到工艺要求。,14,六：转入正常生产,调整操作,根据酸性水处理量的大小，调整蒸汽用量、调整侧线抽出量、调整酸性气的外排量，操作平稳后，按工艺要求、压力、温度按指标控制。,注意：,1,）酸性水进塔后，将塔顶酸性气改入酸性气火炬。,2,）外操巡检时勤测进化水,PH,值，当净化水,PH,值降至,8,以下时联系化验取样分析，当净化水中,H2S20ppm,，,NH380ppm,时，净化水排放，,3,）分析净化水质量，逐渐开启侧线，逐步建立一、二、三分液罐压力和液位，开工未正常之前，分三气相、液相返回原料水大罐，待操作正常后大约,6-8,小时左右开始出氨水。,4,）根据酸性水大罐液位实际情况，调整酸性水进塔量。,5,）分析酸性气质量。,15,酸性水装置在开工过程中出现的问题及改进方法,:,1.,重沸器循环量低，塔底温度提不上去。,2.,汽提凝结水罐,V110,输水不畅通，汽相冷凝不下来，导致,V207,憋压,开始稍开,V110,和,V207,顶部放空，保证蒸汽过量，后来经改造，改为冷凝水进净化水空冷，冷凝后由,V207,底部放空进罐。,3.,形管虹吸现象。,4.,吸附罐放空有异味，后来加高放空至大罐顶部，,16,酸性水装置在开工过程中出现的问题及改进方法,:,5.,净化水回大罐开始用手阀调节，难以控制塔液位，后来在净化水去污水处理厂与回大罐之间增加跨线，从此净化水 回罐可用调节阀控制。,6.,热进料流量计指示不准，量偏低，后来将流量计搬至地面，经试验流量变大。,7,V105,液相返大罐调节阀失灵，后来改为手阀控制，给操作带来不方便。已经联系仪表效验。,17,酸性水装置在开工过程中出现的问题,8.,侧线抽氨流量计不正常，孔板安反，已经处理。,9.,汽提塔顶酸气外排流量计孔板安反。（暂未解决）,10.,进装置原料水流量计不正常，波动较大。,18,脱气罐,V101,的操作,催化产生的酸性水直接靠压力输送至脱气罐，由于压力降低，溶于水中的轻烃及部分硫化氢和氨会释放出来。当上游装置操作不正常时，酸性水中的轻烃量会突然增加，增设脱气罐的作用就是及时将原料水中的轻烃气脱除，防止大量轻烃气进入大罐。,19,脱气罐,V101,的操作,脱气罐要保持酸性水有足够的停留时间，轻烃压控阀开度的大小，以脱气罐不憋压为准。为防止脱气罐憋压，开工前要保证安全阀正常投用。控制好,V101,液位在,50,左右，液位不可控制过高，防止原料水满罐而串入火炬管线中，同时也不能液位为,0,，防止轻烃气进入大罐而突破水封。,20,原料水的脱油处理,酸性水带油会破坏汽提塔内的汽液平衡，造成波动，影响产品质量，故进塔水的油含量控制在不超过,80171ppm,为宜。,我们车间采用的大罐重力沉降法，原料水经大罐,V103,沉降后经,U,型弯溢流进,V104,内缓冲，根据水中油含量和沉降时间的关系，沉降时间大约为,48,小时左右。为保持罐内液面的稳定，避免因水的连续进入而引起的搅动，影响沉降和脱油的效果，沉降罐,V103,内设置上部进水，下部出水的脱油设施。,21,原料水的脱油处理,在两个大罐顶部都设有撇油口，位置大约在高出,U,型管顶部,10CM,左右，当大罐中的油漫过撇油口时，污油会自行流入污油罐中，当污油罐液位达到,60,70,时可联系好调度将污油外送至油品车间。,污油管线大罐顶部的阀门保持常开状态，控污油罐前闸阀。,22,原料水的脱油处理,V103,内部进料管线图,23,大罐水封的作用,1,当大罐压力为正压时，压力达到一定值水封就会被突破，大罐内的气体就会排向外界大气，防止大罐被鼓坏。,2,当大罐内部为负压时，（因为有氨气的存在导致大罐产生负压）并且达到一定的值，水封也会被突破，外界气体就会被吸入大罐，防止大罐被吸瘪。,3,在一定程度上封住了大罐内的有毒有害气体。,24,大罐水封图,25,酸性水汽提塔的操作,酸性水汽提塔是整个酸性水装置最关键的是设备，共有,49,层塔盘，塔顶有两段填料，热进料由第一层塔盘进，冷进料由塔顶打入，在第,17,，,19,，,21,，层塔盘设置侧线抽氨口，塔底重沸器由,1.0MPA,蒸汽供热。,26,1.,酸性水汽提塔运行控制参数,单塔加压侧线抽出汽提法主要的控制参数有塔底温度，塔顶温度，塔顶压力，侧线抽出量。另外冷热进料比，抽出口位置的选择，塔顶外排酸气量对汽提影响效果也很大，在我们操作中对以上这些参数都要严格控制。,汽提塔内进行的是一个化学电离平衡与相平衡共存的精馏分离过程，具体的参数值还与进装置的酸性水水质，水量有关。我们装置酸性水，氨氮硫化物含量很低，氨氮一般,2000-2500mg/L,左右,硫化物大约为,900 mg/L,左右。,27,2.,汽提塔塔底温度的控制,塔底温度：,160,5,。,根据酸性水的性质，当温度升高，,NH4HS,、,NH4H CO,、的水解反应就会加速进行，,NH3,、,H2S,、,CO2,，等水解产物，加速向气相转移，水中这些成分的含量就会急速下降，汽提塔就是用这种特性将酸性水净化，所以塔底温度是保证净化水质量的关键。,提高他底温度的方法：（）提高重沸器的蒸汽用量，和蒸汽压力。在日常操作中若是蒸汽压力不足，及时联系调度提蒸汽压力。,（）提高重沸器的循环量把塔底温度带起来。,28,3.,塔顶温度的控制,塔顶温度：不大于,，填料段中部温度：,，,在理论上讲，以,为界，硫化氢和氨在汽提塔气相中的组成会出现相反的变化。低于,时，氨在水中的溶解度较大，而硫化氢和二氧化碳，的溶解度较小，温度越低，气相中硫化氢的分压越高，氨的分压越低，正是利用这一特性完成,H2S,、,CO2,与,NH3,的分离，当温度高于,时氨在液相中的的溶解度就会迅速降低，此时氨就会大量挥发至气相中，使得塔顶酸性气中氨的含量迅速增加。因此填料段中部温度要控制在,。另外填料中段的温度对整个塔热平衡的变化比较敏感，通过这看点温度的改变我们可以迅速做出调整，以防止冲塔的发生。,塔顶注入温度不高于,40,的冷进料是为了将氨气洗涤下来。,控制塔顶温度的方法：调节酸气外排量的大小来调节塔顶温度。,29,塔顶温度控制方案图,30,4.,进料温度的控制,进料温度控制：大于,138,。,进料酸性水与塔底净化水，侧线抽出气体换热后温度可以达,150,左右，在塔的上部入塔，此温度已大大超过了硫化氢氨电离反应与水解反应的拐点温度（,110,），,H2S,、,NH3,都以游离的分子态存在于热料中，汽提塔内操作压力比进料管中低，进料酸性水进塔后由于减压闪蒸及塔顶的抽提作用,H2S,、,NH3,由液相转入气相向塔顶移动。,31,5.,汽提塔压力的控制,操作压力：塔底,.,M,，塔顶：,0.5 M,当塔顶温度和填料段温度都不变时，塔顶压力的变化也会影响塔顶气相组分的改变，若塔顶压力升高，则气相中硫化氢的浓度就会增加；反之，若塔顶压力降低，气相中硫化氢的浓度就会变小。同样，当塔顶压力不变时，气相温度的变化也会引起气相组分的变化。,当塔底温度控制在,160,时，塔底液相的蒸汽压与水的性质相似，此时塔底压力也就是,.,0.55M,左右，只要塔底温度不发生太大的波动，塔底压力波动也不会较大。因我们加工的原料水硫化物和氨氮含量都偏低，所以塔顶压力达不到,0.5 M,，正常在,0.30.4 M,左右。,32,5.,汽提塔压力的控制,汽提塔压力的控制方法：,（,1,）控制好塔底温度以保证塔底压力。,（,2,）要结合填料段的温度来控制塔顶压力。,33,6.,侧线抽出比的控制,侧线抽出比是指侧线抽出气量与汽提塔进污水量的比值。,在塔底被汽提的,NH3,、,H2S,不断上升，为此在整个塔体，自上而下温度越来越高，即在塔下部，,NH3,、,H2S,不断被汽提而上升，在塔顶部,NH3,被冷进料吸收而下行，这样必在塔的中部形成一个,NH3,浓度较高的密集区，在,NH3,浓度高的密集区开侧线将,NH3,抽出，在经三级冷凝，获得初级气氨产品，完成氨的分离过程。因此侧线抽出比与原料水的浓度、汽提蒸汽负荷、和净化水水质直接相关。,34,6.,侧线抽出比的控制,侧线抽出量的大小直接影响净化水的水质，当来水浓度一定时，若侧线抽出比过小，塔内富氨气区的范围会加宽，会导致部分氨再次回到液相中，引起净化水氨含量上升。若侧线抽出量过大，分凝罐的液位会增加，会导致蒸汽耗量变大，引起装置能耗增高，要根据加工原料水的水量和水质来确定侧线抽出量的大小。鉴于我们装置原料水氨氮含量较低，三个侧线抽按口只开了中间一个。,调整的依据：若净化水超标，但是其余指标都正常的话，可以考虑是不是侧线抽出量太小的缘故。,35,7.,冷热进料比的控制,冷热进料比为1：4,冷热进料比是指冷进料和热进料量的比值，冷热进料比的大小与原料水的浓度有关，由于冷进料主要是在塔顶做冷回流，因此原料水的浓度越高为保证塔顶温度和酸性气的质量，所需要的冷进料量就越大.,36,PPM,的含义,PPM,即百万分率，定义为百万分之一，,1PPM,即为一百万分之一，可用在质量上，即,1,千克的物质中有,1,毫克某物质，则其含量即为,1PPM,。,举例说明：,1,千克的净化水中含有,20,毫克的氨氮则净化水中的氨氮含量为,20PPM,，,1,千克净化水即为,1,升，所以氨氮含量为：,20mg/L,。,37,