堿液系統液泛原因探討及處理措施

靳文芳，趙萬杰，王 勇

（河南能源化工集團中原大化公司，河南濮陽 457004）

堿液系統液泛原因探討及處理措施

靳文芳，趙萬杰，王 勇

（河南能源化工集團中原大化公司，河南濮陽 457004）

分析堿液臟起泡液泛的原因，提出了解決方法并實施，解決了問題，為堿液系統的安全穩定運行提供保障。

堿液；起泡；過濾；濾袋；措施

我公司合成氨廠是80年代我國采用UNDEAWV技術的國內唯一大型氨廠。它以天然氣為原料日產合成氨1 000 t，其生產流程仍然采用高、低溫變換串甲烷化的流程，二氧化碳脫除采用的是改良苯菲爾法，主流程為兩段吸收、帶四級噴射器及蒸汽壓縮機的一段再生，主吸收劑為K2CO3溶液，并通過向系統中添加V2O5在碳鋼表面形成鈍化膜進行防腐。

1 堿液系統液泛過程

2013年4月17日，操作人員發現吸收塔出口CO＋CO2從0．1%逐漸上升到0．25%，吸收塔壓差從0．02 MPa快速上升到0．044 MPa。吸收塔出口分離器導淋排出大量的堿液且甲烷化爐床層溫度從320℃迅速下降到260℃。為保證甲烷化爐及后系統的安全，采取了緊急停車處理措施。

開車正常后發現甲烷化系統的壓差從0．07 MPa上升到0．2 MPa，說明堿液帶入了甲烷化系統。從這次事故分析來看是吸收塔液泛引起的，而堿液臟起泡是其主要原因。

2 堿液臟原因分析

（1）堿液設備系統的腐蝕產物引起發泡。從2012年以來脫碳溶液運行質量愈趨惡化，堿液中鐵離子含量分析遠超過100 mg／L。從過濾出來的雜質組分分析來看，含有Ni、Cr、Fe、Cu、單質C，Fe占有45%。這不僅說明了整個堿液系統的腐蝕比較嚴重，也說明前工段工藝氣帶來的催化劑粉塵是污染堿液的另一個因素。

（2）在新加弛放氣換熱器內析炭形成的炭微粒，隨著氣體進入堿液系統，增加了堿液中有機物的含量，從分析的數據（表1）印證了這一判斷。

表1 過濾雜質分析統計表

（3）由于堿液臟，為了提高堿液再生度，被迫提高工藝氣溫度，這樣就造成了帶入吸收塔的工藝冷凝液增加，經過計算約有2 t／h。工藝冷凝液中含有大量的甲醇、甲酸等有機物，這也一定程度污染了堿液。

（4）隨著前系統工藝氣進入的烴類、醇類、油類等。

（5）堿液系統加入的活化劑二乙醇胺（DEA）在一定條件下會發生氧化降解和高溫降解，DEA與CO2在一定溫度下可以反應生成唑烷酮類和羥乙基哌嗪類化合物。這些降解物質都是以油類形式存在，大修停車期間堿液貯槽上層漂浮一層油類物質也證明了這一點。

（6）在系統引甲醇弛放氣期間，工藝氣甲醇含量增加。工藝冷凝液中甲醇含量從正常的350 ×10－6上升到4 000×10－6，說明有大量氣體甲醇在堿液吸收過程中溶入到堿液中。

3 采取的措施

為了維持整個堿液系統的安全穩定運行，我們采取了以下措施。

3.1 日常維護

（1）為提高堿液中雜質在地下儲槽的沉降效果，定期清理地下儲槽。

（2）定期對過濾器中的活性炭反沖或者更換，提高過濾效果。

（3）退液6 t左右到大儲槽沉淀5～6 h后再打回系統。

（4）加空氣位置改至再生塔。保持小流量，配少量氮氣，保持五價釩不下降就可以了。這樣就控制了加入空氣量，防止加入過量造成管道腐蝕和二乙醇胺的氧化降解。

（5）總鉀控制在28%～30%，防止因總鉀過高對管道腐蝕及過低影響吸收效果。上塔貧液流量穩定在160～170 m3／h，下塔半貧液控制在630～650 m3／h，防止貧液與半貧液比例失衡造成再生度下降。

（6）消泡劑加入謹慎，由氨廠工藝組調控，班組禁止隨意加消泡劑。按系統溶液240 m3計算，消泡劑濃度小于5×10－6，控制每次加入量小于1 000 ml。

（7）再生塔回水閥保持4～6扣開度，當成排污用。

3.2 新加措施

自制一套過濾裝置，其大小約為9 m3，分為兩室，一室占總體積的五分之四，其下部鋪設活性炭，在上部用一根導管分為八個分管，并在分管的出口用濾孔為5μm的濾袋過濾。在二室堿液上部放置吸油紙。過濾流程為，堿液從再生塔底部流出，先經過濾袋過濾固體雜質后，再經過活性炭吸附油、有機物等，沒有被吸附的油類物質再被吸油紙吸附，這樣就形成了一套完整的過濾裝置。如圖1。

圖1 過濾裝置示意

濾袋是用不銹鋼絲對濾布進行縫補，使其呈袋狀。在縫補過程中注意針與針的距離要小，保證濾袋的承壓能力，防止堿液從濾袋的貼合處漏出，影響過濾效果。

濾袋使用一段時間后若從底部開線，說明濾袋內部承壓，從而造成濾袋開線，這時不得已更換新的濾袋。隨著投用時間的延長，系統內可被過濾的雜質減少，濾袋內外的壓差減小，這樣就可以減少更換濾袋的次數，減少使用數量，降低使用費用。現在更換濾袋的次數已經由初期的每周一次延長到兩周一次。

5月20號，濾袋過濾系統投用后堿液分析數據如表2，鐵離子含量見圖2，泡高見圖3。

表2 堿液分析數據

圖2 堿液中鐵離子含量的變化趨勢

從圖2可以看出濾袋投用后，溶液Fe離子含量下降明顯，現穩定在80 mg／L以下。

圖3 堿液泡高和消泡時間變化趨勢

從圖3可以看出濾袋投用后，溶液消泡時間和泡高同步下降，說明堿液臟得到了逐步改善。

袋式過濾器的投用能夠有效改善脫碳系統的過濾效果，降低溶液發泡程度，鐵離子含量有明顯降低，同時也減輕系統沖刷腐蝕，達到了項目預期目標。

3.3 停車時的處理

我們不僅對堿液進行在線處理還利用停車機會對堿液處理，處理措施如下。

（1）當堿液再生合格后全部退至大貯槽，進行靜置沉降，使油狀物質上浮，固體雜質下沉。

（2）當堿液退完后，系統上脫鹽水啟動堿液泵對整個堿液系統進行水洗。

（3）堿液靜置一段時間后，專人在大儲槽頂部撈油狀物質。

（4）控制大貯槽上液高度，使剩余的含有雜質和油污的堿液不加入系統。

4 總 結

通過采取一系列的措施，堿液系統工況明顯好轉，不再成為威脅合成氨安全穩定生產的因素，但是堿液系統的再生度不夠（再生指數偏高），這也影響了吸收塔出口氣體的凈化度，增加了噸氨的消耗。我們認為這主要是因為堿液已經用了20多年，堿液中含有無法過濾的雜質，引起堿液再生不好，從堿液的顏色就可以判斷（現在呈黑醬油色，正常應該淡綠色）。要想徹底解決堿液問題只有全部更換，但是廢堿液的安全、環保處理這個問題也擺在我們的面前，我們還要對這些問題繼續探討并加以解決。

Discussion of Causes of Flooding Phenomenon in Liquid Alkali System and Treatment

JIN Wen-fang,ZHAO Wan-jie,WANG Yong
（Zhongyuan Dahua Branch of Hennan Energy＆Chemical Group，Puyang Henan 457004，China）

Analyze causes of liquid alkali system being dirty，bubble and flooding．Propose solutions and revamped the system．After problems are solved，system safe operation is guaranteed．

liquid alkali system；bubble；filter；filter bag；treatment

TQ113．26＋4．3

B

1003-6490（2014）01-0039-02

2013-10-12

靳文芳（1987－），女，河南林州人，助工，現在中原大化合成氨廠從事生產管理工作。