煤制油酸性水汽提脫氨塔改造措施

王建立

摘 要：在煤制油過程中產生的酸性水與石油煉化酸性水存在較大差異，其中復雜的有機組分及煤粉等固定雜質的存在對裝置正常運行產生較大影響，文章介紹了煤制油酸性水汽提裝置中脫氨塔運行過程中出現的問題及措施。

關鍵詞：煤制油 酸性水汽提 脫氨塔 改造措施

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-00-02

文中的酸性水汽提裝置處理煤制油過程中產生的酸性水，該裝置由中石化工程建設公司完成基礎設計，由東華工程公司作為總承包商完成詳細設計和工程建設。本裝置公稱規模為100 t/h，實際處理量為：酸性水96.75 t/h。酸性水的處理采用雙塔汽提工藝，脫氨塔內設30層導向浮閥

塔盤。

1 裝置運行過程中存在的問題

1.1 原料水中復雜的有機組分影響裝置正常運行

煤制油酸性水中含油復雜的有機組分，如圖1所示，首先是性質比較特殊油類，常規的脫油辦法不能有效脫除水中的油。該酸性水汽提裝置設計原料水中的油含量不大于100 mg/L，但從2012年1月份至7月份的分析數據可以看出，實際操作中進系統的原料水中油含量均超過400 mg/L，3月份甚至達到538 mg/L。

另外，污水中含有3000 mg/L左右的酚類有機組分，復雜的有機組分的存在對汽提裝置的運行造成了較大影響，脫硫化氫塔和脫氨塔運行過程中無法有效的脫除硫化氫和氨，裝置出水不達標。

1.2 煤粉和焦油類物質存在于原料水中，造成關鍵設備堵塞，影響裝置運行

在煤制油復雜反應的過程中，未反應完全部分煤粉隨污水進入污水汽提裝置，煤粉類物質與油類在一定的壓力和溫度下形成焦狀物，堵塞塔盤及冷換設備，影響裝置正常運行。圖2所示為脫硫脫氨后凈化水冷卻器管束被焦狀物堵塞情況。

圖2 脫氨后凈化水冷卻器管束

1.3 脫氨塔運行過程中的問題

酸性水汽提脫氨塔在裝置投用超過一個月后便開始出現塔內頻繁液泛的情況，塔頂底壓差增大，液位迅速降低，塔頂氨氣量急劇減少，發生這種情況使需要及時降低塔頂回流量以及塔進料量，待塔壓差降至正常范圍，氨氣量增大后再緩慢提高進料量，這種狀態下塔底出水氨含量嚴重超標，如果處理不及時甚至出現淹塔的情況，嚴重影響裝置運行及設備負荷。表1所示為脫氨塔設計參數及運行參數。

2 問題分析

含酚污水屬于發泡物系，而且污水中還含有油類，使得物系易產生“乳化”。浮閥塔盤屬于“鼓泡”元件，當氣液接觸時會出現“乳化”現象，也就是導致脫氨塔“階段性出現液泛或淹塔現象”，嚴重影響了塔盤的效率。從圖3和表2中所示的模擬氣液負荷結果可知，該塔塔盤液相負荷較大，而操作時浮閥處于全開狀態，浮閥全部浸泡在塔板液層中，使得浮閥失去了彈性，所以擴大處理量只能促使塔盤效果下降；污水中含有固體顆粒的物系中，浮閥塔盤會出現“卡死”、脫落的現象，這也使得塔盤的效率大大減低。

3 改造措施

充分考慮煤制油酸性水介質條件，參考同類裝置改造經驗，將浮閥塔盤更換為抗堵、抗發泡性能較好的膜噴射立體塔盤，該塔盤的特點是：（1）阻力降低。利用噴咀霧化的原理，通過對噴咀處的液層高度控制來實現塔板的低阻力，阻力降可控制在20 mmH2o以下。（2）抗堵性強。此種結構基本上沒有可堵塞的部件，在咀處氣速較高不易形成堵塞，對有顆粒沉液的物質，抗堵持續時間長。立體塔盤的工作原理：在塔盤上液體被氣體提拉上升向分離板撞擊，經折流改變方向，沿水平方向形成形對撞，對撞后液體落回塔板上導流槽內，導流槽將液體直接導入降液管，氣體上升進入上一層塔板；經傳質后的液體不再落到回原塔盤上，從而保證塔盤上與噴接觸的液體為原始濃度，使傳質推動力始終保持在高值上。

4 結語

立體塔盤適合液氣比較大的條件，通過塔盤改造，脫氨塔頂底壓差由0.03 MPa降低值0.011 MPa，未出現液泛情況，最高運行負荷可達到105 t/h，運行時間超過6個月，達到了消除瓶頸、實現裝置安穩長滿優運行的改造目的。