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氨水精馏塔填料吹翻现象及处理措施
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氨水精馏塔填料吹翻现象及处理措施

2020-01-30      阅读:
合成回路放出的尾气,其中氨气回收采用水吸收,富氨水通过精馏塔再生,塔顶组分为液氨作为产品回收,塔底贫液循环利用,产品氨浓度可以达到96%,釜液氨浓度0.02%,经吸收后的驰放气氨含量低于0.1%,满足后系统氢回收单元的要求。精馏塔放置上、中、下三层1寸鲍尔环填料,共计3M3,为使气液分布均匀,充分完好接触,防止壁流发生,每层设置有再分布器,氨水溶液自塔的上、中层填料之间进入,加料口之上即精馏段,下位提馏段。为补充操作过程洗水的损失量,于塔下部还设有补充水加入管线。
1 水吸收氨循环再生工艺流程介绍
某公司年产30万吨合成氨装置,以天然气为原料,年产30万吨合成氨,采用德国UHDE—AMV低能耗工艺流程,由德国伍德公司总承包,分转化、净化、合成三部分。转化将CH4转为H2并加入空气燃烧,为合成回路提供N2,净化采用改良的苯菲尔法除去CO2,合成气通过压缩机提压至100bar后进入合成回路循环反应,因合成回路中含有惰气(CH4和Ar),需放一部分驰放气,后系统设置有氨回收单元和氢回收单元。
氨合成回路来的驰放气,入吸收塔10C001底部与塔顶喷洒下来的10C002再生后的贫液作逆流吸收,吸收后气体中氨含量低于0.1%,继续进入氨冷却器10E004,用氨冷法进一步除去气体中的氨和水,然后去后系统氢回收单元。10C001出来的富液氨水浓度大约在15%,经换热器10E001A/B/C加热后,进入精馏塔10C002两段填料之间,加料口上部为精馏段、下部为提馏段,汽提蒸汽由再沸器10E005提供,再沸器用中压蒸汽加热。精馏段上部设有冷凝器10E003,从塔顶蒸出的气氨,在冷凝器中冷凝成液氨,部分液氨回流,其余作为产品,未冷凝气氨送入冷冻系统再冷凝后作为一段炉燃料使用,10C002塔底流出的贫液,氨浓度大约在0.02%,经10E001A/B/c,10E002A/B,经柱塞泵10P001加压后进入10C001,再次吸收驰放气中的氨,如图1。
2 10C002结构简图
如图2是一典型的精馏单元操作,塔顶配有冷凝器,部分冷凝液回流,塔底配有再沸器,热源为中压蒸汽,被加热的水利用虹吸原理进行自然循环,10C002为一填料塔,塔内径600mm,塔高18160mm,高径比为30,塔中放置上、中、下三层鲍尔环填料,共计3M3,为使气液分布均匀,充分完好接触,防止壁流发生,每层设置有再分布器,氨水溶液自塔的上、中层填料之间进入,加料口之上即精馏段,下位提馏段。为补充操作过程洗水的损失量,于塔下部还设有补充水加入管线。
3 填料吹翻后的现象
(1)10C002塔顶压力P10001压力波动大,P10001A开度较大,尾气中含的水大量进入冷冻系统,造成冷冻系统制冷效果差,制约系统负荷。
(2)塔顶温度T10004高,产品氨浓度低,补水阀开度大,因为不稳定,大量水随产品氨排出,难以维持水平衡,影响柱塞泵安全运行。
(3)10C002底部温度T10008不合格,釜液氨含量浓度高,造成10C001吸收不合格,气体出口氨含量超标,进入氢回收单元在换热器内结冰,堵塞换热器11E001,影响11单元运行周期,造成装置能耗高。
(4)操作中减少再沸器蒸汽量,T10004仍然不下降,反而T10008温度下降,P10001波动大,工况进一步恶化。


4 处理措施
为保证后系统氢回收单元稳定运行,将氨回收单元停车交出,紧急抢修。打开10C002填料后,发现填料松散且损坏较多,立即将填料扒出来,重新更换填料后压紧。拆开10C002顶部发现分布器固定不牢固,有倾斜,重新加固分布器和塔板。系统再次开车后,10C002工况趋于稳定,T10004、T10008、P10001均在合格范围内,液位稳定,压力稳定,工况稳定。
5 防范措施
填料吹翻,分布器,塔板倾斜松动均与压力波动和水流冲击有关,因此要注意以下操作。
(1)开车过程时,10C002冲压,要控制好冲压速度,冲压不能过快,升温升压时,要缓慢,防止系统压力波动较大。
(2)系统停车时,要及时关闭10C002至10C001贫液截止阀,严禁系统串压。
(3)系统正常时,要稳定好各项指标,P10001不能大幅度波动。
(4)调整L10001旁路时,要缓慢,水流速度尽量平稳。

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