氨水精餾塔填料吹翻現象及處理措施

(河南能源化工集團中原大化有限公司，河南濮陽，457000)

1 水吸收氨循環再生工藝流程介紹

某公司年產30萬噸合成氨裝置，以天然氣為原料，年產30萬噸合成氨，采用德國UHDE—AMV低能耗工藝流程，由德國伍德公司總承包，分轉化、凈化、合成三部分。轉化將CH4轉為H2并加入空氣燃燒，為合成回路提供N2，凈化采用改良的苯菲爾法除去CO2，合成氣通過壓縮機提壓至100bar后進入合成回路循環反應，因合成回路中含有惰氣(CH4和Ar)，需放一部分馳放氣，后系統設置有氨回收單元和氫回收單元。

氨合成回路來的馳放氣，入吸收塔10C001底部與塔頂噴灑下來的10C002再生后的貧液作逆流吸收，吸收后氣體中氨含量低于0.1%，繼續進入氨冷卻器10E004，用氨冷法進一步除去氣體中的氨和水，然后去后系統氫回收單元。10C001出來的富液氨水濃度大約在15%，經換熱器10E001A/B/C加熱后，進入精餾塔10C002兩段填料之間，加料口上部為精餾段、下部為提餾段，汽提蒸汽由再沸器10E005提供，再沸器用中壓蒸汽加熱。精餾段上部設有冷凝器10E003，從塔頂蒸出的氣氨，在冷凝器中冷凝成液氨，部分液氨回流，其余作為產品，未冷凝氣氨送入冷凍系統再冷凝后作為一段爐燃料使用，10C002塔底流出的貧液，氨濃度大約在0.02%，經10E001A/B/c，10E002A/B,經柱塞泵10P001加壓后進入10C001，再次吸收馳放氣中的氨，如圖1。

2 10C002結構簡圖

如圖2是一典型的精餾單元操作，塔頂配有冷凝器，部分冷凝液回流，塔底配有再沸器，熱源為中壓蒸汽，被加熱的水利用虹吸原理進行自然循環，10C002為一填料塔，塔內徑600mm，塔高18160mm,高徑比為30，塔中放置上、中、下三層鮑爾環填料，共計3M3，為使氣液分布均勻，充分完好接觸，防止壁流發生，每層設置有再分布器，氨水溶液自塔的上、中層填料之間進入，加料口之上即精餾段，下位提餾段。為補充操作過程洗水的損失量，于塔下部還設有補充水加入管線。

3 填料吹翻后的現象

(1)10C002塔頂壓力P10001壓力波動大，P10001A開度較大，尾氣中含的水大量進入冷凍系統，造成冷凍系統制冷效果差，制約系統負荷。

(2)塔頂溫度T10004高，產品氨濃度低，補水閥開度大，因為不穩定，大量水隨產品氨排出，難以維持水平衡，影響柱塞泵安全運行。

(3)10C002底部溫度T10008不合格，釜液氨含量濃度高，造成10C001吸收不合格，氣體出口氨含量超標，進入氫回收單元在換熱器內結冰，堵塞換熱器11E001，影響11單元運行周期，造成裝置能耗高。

(4) 操作中減少再沸器蒸汽量，T10004仍然不下降，反而T10008溫度下降，P10001波動大，工況進一步惡化。

圖1 日產100噸合成氨裝置工藝流程圖

圖2 日產100噸合成氨裝置工藝流程單元圖

4 處理措施

為保證后系統氫回收單元穩定運行,將氨回收單元停車交出，緊急搶修。打開10C002填料后，發現填料松散且損壞較多，立即將填料扒出來，重新更換填料后壓緊。拆開10C002頂部發現分布器固定不牢固，有傾斜，重新加固分布器和塔板。系統再次開車后，10C002工況趨于穩定，T10004、T10008、P10001均在合格范圍內，液位穩定，壓力穩定，工況穩定。

5 防范措施

填料吹翻，分布器，塔板傾斜松動均與壓力波動和水流沖擊有關，因此要注意以下操作。

(1)開車過程時，10C002沖壓，要控制好沖壓速度，沖壓不能過快，升溫升壓時，要緩慢，防止系統壓力波動較大。

(2)系統停車時，要及時關閉10C002至10C001貧液截止閥，嚴禁系統串壓。

(3)系統正常時，要穩定好各項指標，P10001不能大幅度波動。

(4)調整L10001旁路時，要緩慢，水流速度盡量平穩。