大型合成氨装置的环保技术措施

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第２期　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉ化工设计通讯　ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｖ０１．３３　Ｎｏ．２　２００７年６月　Ｊｕｎ．２００７　陈　涛　王雪琴　刘慧杰　（河南省中原大化有限责任（集团）公司，河南濮阳４５７００４）　摘要：介绍合成氨装置设计中氨回收、氢回收、冷凝液的中压汽提、碱液回收等　工艺环保设施及其运行惰况，对先后通过技术改造进行的环保项目进行评价，并提出　存在问题及今后的整改方向。　关键词：合成氨；环保；措施　中图分类号：）（７８１．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３－６４９０（２００７）０２—０００１—０３　料用，每天可回收成品氨２６ｔ、纯氢气１４．８５ｋｉｎ３（标），　０　引　言　既做到了能源的有效利用，提高了合成氨产量，又降　低了环境污染。目前这两套装置除换热器１０Ｅ００１、　河南濮阳中原大化集团公司合成氨装置由德国　冷箱１１Ｅ００１故障率稍高外，运行比较正常。　伍德公司引进，采用Ｕｈｄｅ—ＡＭＶ生产工艺，年产合　１．２脱碳工艺冷凝液中压汽提　成氨３０万ｔ。吨氨消耗天然气总量９４８．８２ｍ３（标），　早期建设的大型氨厂中，脱碳系统大量工艺冷凝　冷却水１９２．３９ｍ３，脱盐水２．１４５ｍ３。在能源价格上　液就地排放；以后开发了低压汽提法处理，汽提蒸汽　涨、资源枯竭、水环境污染等诸多环境问题的今天，采　排人大气，回收部分脱盐水。这两种处理方法都导致　用先进的工艺、设备技术，加强管理以提高资源利用　冷凝液中溶解的甲醇、氨等有害物质直接进入周围环　率，减少污染排放量，成为企业走可持续发展道路首　境，造成严重污染。我厂则设置了中压汽提装置，把　待解决的问题。　冷凝液送人汽提塔，通人中压蒸汽，将有害物质汽提　出来，连同蒸汽一并送人一段炉作转化用蒸汽，重新　原装置设计的环保项目　回到工艺系统，避免了因排放造成的环境污染；同时　这些有害物质每天又可增加氨产量近２ｔ，达到了变废　１．１氨回收、氢回收　为宝的效果。这套装置目前运行状况良好，国内不少　在合成氨合成回路中，为了避免大量惰性气体的　早期建设的氨厂，可以此为借鉴，进行技术改造。　积累，需要排出大量的弛放气。早期的合成装置是以　１．３碱液回收　火炬燃烧的方式处理，既浪费了能源，又污染了环境；　脱碳系统的碱液排放点较多，开停车、设备检修　后来发展到引入一段炉作燃料烧掉，而我公司合成氨　期间排放较多，为此设计了地下管道，对残钾碱液重　装置则是回收弛放气中的氨和氢后，再送一段炉作燃　新回收利用，避免了环境污染。　收稿１３期：２００７—０１—０５　作者简介：陈涛（１９７９．１２一），男，河南信阳人，１９９９年毕业于河南省化工学校，助工．主要从事合成氨生产及技术管理工作。联系电话：０３９３—　８９５６０６４　’　维普资讯 http://www.cqvip.com ２　化工设计通讯　第３３卷　和氨等物质解析出来，将处理后的冷凝液经离子交换　２　技术改造措施　２．１对环保设施故障的处理　后作锅炉给水或转化炉水夹套的冷却用水。该项目　充分利用了放空低压蒸汽这一能源，将不能回收的冷　凝液变废为宝。　氨回收、氢回收装置在运行过程中出现了一些问　题，主要有：①冷箱１１Ｅ００１换热管泄漏，造成高、低压　侧串气，严重时无法运行，至今已进行了三次大修，经　工艺冷凝液汽提塔在原始设计的开停车方法中，　要么开车产生工艺冷凝液时汽提塔尚未串入系统，要　么停车时提前切出汽提塔。这样都会造成工艺冷凝　液ＣＯＤ超标无法回收。冷凝液只有就地导淋排放。　过认真分析、查找原因，主要原因有：设备制造过程中　有部分管子受到损伤；操作程序进行较快，解冻不彻　底或带氨、水，形成的冰团对管子弯曲部位造成冲击，　经过检修和改善操作后，这个问题目前已得到缓解。　②氨汽提塔１０Ｃ００２汽提效果不好，经检查发现，原始　设计的填料压盘没有安装，造成填料上吹到液体分布　器上面，致使液体严重偏流，为此，设计制作了一套三　层填料压盖，并经改造使用，基本解决了这个问题。　③换热器１０Ｅ００１不断出现内漏和外漏现象，检修中　将封头的铝质密封垫片改为不锈钢缠绕垫片，同时在　开停车的过程中加强工艺纪律管理避免出现单侧受　压的情况，目前已很少再出现泄漏。　脱碳工艺冷凝液中压汽提装置在运行期间，换热　器０５ＥＯ１１封头经常出现泄漏，该密封垫片材质原设　计为橡胶石棉板，经过改造，更换成钢包石棉垫片后，　基本遏制了频繁泄漏的现象；汽提塔０５Ｃ００３运行状　况良好，只是在大修检查时发现有个别塔盘因固定螺　栓松开，造成塔盘脱落，复位后正常。　２．２蒸汽放空增加消音器　在五大机组的开车过程中，总要伴随暖机蒸汽放　空，另外还有对流段盘管０３８００２Ｅ０３的保护蒸汽放　空，这些中、高压蒸汽放空，均能带来刺耳的噪音，不　仅影响本厂职工的身心健康，也成了扰民的噪音污　染，针对这种情况，在蒸汽排放口设置放空消音器，彻　底解决了这一噪音污染。　２．３冷凝液的回收　Ｃ０，冷凝液（约２ｔ／ｈ）除含有二氧化碳外，在开停　车时可能含有甲醇、甲醛、氨等杂质，由于副产物严重　超标，无法回收利用。只有就地排放，造成资源浪费，　污染环境。新加环保设备ＣＯ２汽提塔利用排污收集　罐产生的饱和低压蒸汽（０．５ｔ／ｈ），对从汽提塔顶部进　入的ＣＯ，冷凝液进行汽提，将冷凝液中的甲醇、甲醛　经过操作法的改进，开车时汽提塔先通入少量中压蒸　汽，使有工艺冷凝液产生时立即处于汽提条件下。停　车时在保证汽提塔有液位的前提下，尽可能的保证所　有的工艺冷凝液汽提合格后再停汽提塔。这样既减　少了就地排放，杜绝环境污染。又节约水资源，降低　了企业成本。　２．４残液、气回收　在合成回路，有少量含氨冷凝液，因氨含量不大，　排量又小，设计上是就地排放，再加上冷冻回路出现　异常进油后，也要排油，进而携带部分氨进入环境。　这两种排放都会造成较严重的环境污染，因此，利用　两台闲置贮罐，将这两部分液体收集起来销售，不但　避免了环境污染，还为公司创造了可观的经效益。此　后，还将其它污染环境、又可能回收的含氨残液、气引　入这两个贮罐回收，进一步降低了环境污染。　装置中有众多动设备，大机组、小机泵等用油点　很多，油品存在使用寿命终结的正常、非正常报废，对　这两种情况，都及时进行了回收，避免就地排放，污染　环境。大机组用油点集中，便于管理，针对小机泵用　油点分散的特点，定点设置了废油桶，较好地保证了　废油的回收。　３　存在问题　３．１烟气排放中ＮＯ　较多　只要是利用空气进行的燃烧，都不可避免地产生　ＮＯ　，尤其是像合成氨装置的燃气轮机和一段炉，燃　烧用空气的温度比较高，ＮＯ　的含量就更高；而且是　直接排人大气，环境污染比较严重。近年国内外对如　何消除或减轻这种污染做了大量研究工作，比如开发　（下转第７页）　维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期　赵兴华：常压脱高硫浅议　７　会造成再生槽泡沫发虚，甚至大量跑液，既污染环境，　又会造成消耗高，还影响脱硫效果。　晶，再人富液槽，以避免溶液发泡及悬浮硫、副盐的增　加。残液尽量补人一级脱硫系统。　熔硫釜是熔硫的关键设备，对其要求是传热效率　高、分离效果好，其设计是否合理，直接影响硫回收　率。在生产实践中，　００钟罩式熔硫釜使用效果不　错，釜内以自然对流和传导方式传热，传热效率高，待　熔融物料的热阻力小，加热、分离、沉降、熔融层次分　明，熔硫效率高。生产中一台熔硫釜一个班次有出一　５　堵塔问题　脱硫、再生、熔硫及残液回收是一个系统工程，四　者互相联系又互相影响，在日常生产中任何一个环节　出现问题都会导致生产状况恶化，其结果是脱硫效率　吨多硫磺的纪录。液态硫的粘度在１２０～１５４＂Ｃ时是　下降、溶液中悬浮硫高，有时甚至高达１０ｇ／Ｌ以上。　随温度升高而下降的，在此温度范围内，温度越高越　悬浮硫高，或者溶液中副盐含量高而析出结晶以及半　有利于熔硫。　水煤气中灰尘净化不彻底，都会造成堵塔。所以要避　硫回收工艺流程的设置也要合理，一是要将硫泡　免堵塔，首先要做好半水煤气的净化，除焦除尘要彻　沫与夹带的溶液在进熔硫釜之前尽量分离，二是要将　底，避免尘堵；其次要控制溶液中悬浮硫≤５００ｍｇ／Ｌ，　熔硫后的残液适当处理，再回收利用。因为在熔硫过　避免硫堵；再次要控制溶液中副盐≤１５０ｇ／Ｌ，避免盐　程中，有大量副盐如Ｎａ２Ｓ２ｏ３、Ｎａ２Ｓ０４生成，还会生成　堵。　皂化物质，造成碱耗升高。残液若直接回到溶液系　统，就会跑液，溶液中悬浮硫高、副盐高，不仅影响脱　６　结　语　硫效率，还会堵塔并腐蚀设备（主要是Ｎａ２ＳＯ４）。要　分离硫泡沫夹带的溶液，可以将高位泡沫槽的硫泡沫　以高硫煤焦制气的企业，开好常压脱硫是关键。　加温至６５～７０℃，静置２０ｍｉｎ分层后，中间清液放回　设置合理的工艺流程、选择合适的设备是基础，更要　富液槽，上层和底部的硫泡沫经过滤后放人熔硫釜进　加强日常的工艺管理，保证工艺指标，使常脱稳定运　行熔硫。熔硫后的残液要经多级沉降、分离、过滤、冷　行，这样才会有较好的经济效益。　却至３０℃以下，尽量分离掉残液中的悬浮硫、副盐结　（上接第２页）　时，也可采取加丝堵或盲法兰的办法解决。　出了低ＮＯ　烧嘴、燃料分级燃烧技术等。　３．３短期排放问题　３．２消除跑冒滴漏　在装置停、开车的过程中，以及生产运行出现问　随着无泄漏工厂的达标，跑冒滴漏现象得到较好　题的情况下，都存在一个短期排放的问题，如冷冻回　地控制，但由于技术的原因，仍然存在不少问题，比如　路的排油，从操作上讲，有些排放不可避免，有些排放　设备、管道等密封面出现的异常泄漏，必须通过技术　能提高装置的运行效率，但排放前要做好收集的准备　手段予以解决；部分排放点、取样点因频繁启动，造成　工作，杜绝直接排人环境的做法。　阀门内漏的现象也比较多。解决的办法是：尽量缩短　３．４环保管理制度的落实　排放时间，以延长阀门的使用寿命，如果工艺要求排　建立健全各种规章制度，是搞好环境保护的基　放时间较长的，要将排放物收集起来，比如含氨冷凝　础，更重要的是如何坚持不懈地去贯彻落实这些制　液或气体，均可排人固定贮罐；对出现内漏的阀门，可　度，同时还要建立监督、奖惩机制，把这些制度落到实　对其进行更换，如果阀门更换频繁或更换成本较高　处，只有这样才能坚持不懈地搞好环保工作。