第十三章 污水汽提装置

第十三章含硫污水汽提装置

第一节装置概况及特点

一、装置概况

污水汽提装置主要处理常减压蒸馏装置、催化裂化装置（Ⅰ）、催化裂化装置（Ⅱ）、直柴加氢精制装置、催柴加氢精制装置、催化重整装置及溶剂脱沥青装置生产中所产生的高含硫含氨污水。塔底净化水主要回用于常减压电脱盐、催柴加氢装置。侧线系统冷凝、分凝出的粗氨气经精制后压缩制成工业液氨送至油品车间。塔顶酸性气送硫磺回收装置制硫磺。

二、装置组成及规模

污水汽提装置（Ⅰ）设计处理含硫污水能力9.6×104t/a，1987年7月开工，2001年4月扩能改造至40×104t/a；污水汽提装置（Ⅱ）设计处理含硫污水能力28×104t/a，1997年9月开工，2000年3月扩能改造至40×104t/a。

三、工艺流程特点

1、本装置采用单塔加压侧线抽出技术，即：在单塔内实现对含硫污水中硫化氢、氨的分离。塔顶产品为酸性气；侧线抽出系统为富氨气，经精制压缩制成工业液氨；塔底产品为净化水。

2、污水汽提塔侧线系统应用变温、变压的“三级分凝”工艺，在最大限度降低氨氮内循环量的同时，实现了对侧线抽出富氨气进一步的浓缩、提纯。

3、氨精制系统采用浓氨水循环洗涤-结晶吸附联合工艺，对提纯后氨气进一步精制脱除硫化氢。洗涤循环液可返回原料水罐做为进塔原料二次汽提，或者返回氨水罐配氨水送至排水车间化纤污水处理场。

第二节工艺原理及工艺流程说明

一、工艺原理

含硫污水主要成份是水、氨、硫化氢、酚、二氧化碳等；氨、硫化氢在水中处于化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂动态平衡体系，表达式如下：HS－＋NH4＋（NH3＋H2S）液（NH3＋H2S）气

根据反应动力学理论，影响一个反应平衡的主要因素是温度、压力，因此，在塔底供热，可使平衡向右移动，同时利用水蒸汽作为汽提介质降低NH3、H2S在气相中的分压，也可使该平衡向右移动，这两者都能降低NH3、H2S在水中的溶解度，

使NH3、H2S从水中分离出来。

含硫污水进塔分两路，一路为热进料，经与一级分凝液、侧线抽出气体及塔底净化水换热后，进塔温度可达150℃左右，此温度已超过硫氢化氨电离反应和水解反应的拐点温度(110℃)，NH3、H2S以游离的分子态存在于热料中，汽提塔内操作压力比进料管线内压力低，热进料入塔后在减压闪蒸和塔顶抽出作用下，NH3、H2S 由液相转入气相。

另一路为冷进料，含硫污水被循环水冷却后，温度约30℃，冷进料自塔顶入塔，保证汽提塔顶部温度低于45℃。冷进料与向上移动的气相NH3、H2S呈逆向流动，将NH3、H2S吸收到液相并向下移动。在下行过程中受到上升气流的汽提作用……。在低温和一定压力的条件下，由于H2S相对挥发度比NH3大，而NH3的溶解度比H2S大，最终上升气流中NH3绝大部分被吸收，从而在塔顶取得纯度高的酸性气。

吸收了NH3的冷进料与闪蒸后的热进料，向塔的中下部移动。此时，液相中NH3、H2S反复受到自塔下部上升的高温气流的汽提作用，同时配以合适侧线抽出量，结果在汽提塔中部形成的高浓度气氨(氨峰)被抽至侧线系统，最终，在塔底得到合乎要求的净化水。

二、工艺流程说明

本装置分四个系统。

（一）原料水脱气、脱油系统

进装置的含硫污水首先经过V301脱气罐减压闪蒸，把液相中的烃类脱至低压瓦斯管网，然后经除油器V302至V303/A，V303/A与V303/B用倒“U”型管连结，控制V303/A罐维持在较高的恒定液面，进入V303/A罐的含硫污水经喷头的分流作用，减缓进罐流速，减轻对罐内液面的冲击，利于含硫污水沉降脱油。由于油的比重较水小，当V303/A罐油层至一定厚度时，油从脱油口脱至污油罐回收。经过脱油后的含硫污水，作为汽提塔的进料。含硫污水罐中挥发出的有害气体经水封罐水封净化水洗涤后送至硫磺回收装置烟囱排放。

（二）汽提系统

经过脱气脱油后的含硫污水经过P301升压后分两路，一路经E301冷却，作为冷进料从塔顶入塔；另一路经E305与分一冷凝液、E304与净化水、E306与侧线抽出气、E303/A、B、C 与净化水换热，作为热进料从第三十七层塔盘处入塔。塔底供入1.0Mpa蒸汽，侧线从第十八层抽出后，经E306与含硫污水换热后进入V307，再经E307冷却后入V308，最后经E308冷却入V309，从V309出来的高纯度氨气送至氨精制系统。塔顶酸性气经V304分液罐分液后至硫磺回收装置或火炬系统。塔底净化水与E303/ABC、E304含硫污水换热后，经E309循环水冷

却去常减压装置电脱盐。

（三）氨精制系统

自汽提系统来的氨气进入氨精制塔T302，用高浓度的氨水循环洗涤，以除去杂质硫化氢。氨精制塔的温度由液氨循环罐V315或液氨贮罐V317补入的液氨蒸发降温，以维持氨精制塔在较低温度下运行。精制塔顶氨气进入氨后精制器311内从浓氨水中鼓泡通过，同样氨后精制器操作温度由液氨循环罐V315或液氨贮罐V317补入液氨蒸发降温维持。

精制后的氨气经精脱硫罐V331/A吸附精脱硫、分液罐分液后，至氨压机压缩。被压缩的氨气进入氨油分离器脱出氨气中的少量油相，经氨冷凝器冷凝成液氨，液氨自流入液氨循环罐V315，再自流到液氨贮罐V317/AB贮存。液氨定期用氨汽化罐压送至油品车间。

（四）氨水系统

自三级分凝器顶部来的氨气，在氨水混合器与软化水充分混合，经氨水冷却器E310冷却至40℃左右进入氨水罐，经氨水循环泵P303连续循环，实现对氨气连续循环吸收，氨水浓度配至10%，送排水车间化纤污水处理场。

第三节原料及产品主要技术指标原料及产品主要技术指标

第四节装置物料平衡及主要操作条件

一、物料平衡

（一）污水汽提（Ⅰ）物料平衡

（二）污水汽提（Ⅱ）物料平衡

二、主要工艺操作条件

第五节主要工艺参数操作分析

1、塔底供热

合理供热是搞好汽提塔平稳操作的基础，供热是否合理，对安全生产、产品质量、装置能耗影响很大。供热过量致使汽提塔超温、超压，塔顶酸性气质量下降，蒸汽单耗增加，严重时可造成冲塔或塔顶酸性气管线堵塞；供热不足，汽提塔中部温度偏低，侧线抽出气相中硫化氢含量增加，塔底净化水不合格，严重时可造成侧线系统结晶堵塞。蒸汽单耗是衡量供热是否合理的重要依据。蒸汽单耗的影响因素主要有冷热料比、侧线抽出比、氨内循环比及含硫污水浓度。在净化水质量合格，汽提塔操作平稳前提下，冷热进料比、侧线抽出比、氨循环比越小，含硫污水综合浓度越低，汽提塔蒸汽单耗越低。

2、侧线抽出比

侧线抽出比：侧线抽出量与污水处理量之比值。侧线抽出比是汽提塔操作中极重要变量之一，它对产品质量影响很大。侧线抽出比小，净化水质量达不到要求；抽出比大则氨氮内循环量增加，造成进塔含硫污水浓度增加，增加了汽提塔的负荷。另外抽出比大，还会导致大量H2S 带往侧线系统，降低了侧线氨气纯度，增大了氨精制系统脱硫负担。

3、塔顶H2S排放率

正常操作必须及时将汽提塔上部H2S从塔顶排出，尽量减少H2S带往侧线系统，影响NH3气质量，增加精制系统操作难度；同时可防止侧线系统NH4HS结晶堵塞管线。因汽提塔顶采用压控，H2S能否及时彻底地从塔顶排出主要取决于塔中、上部的温度分布。实践证明，三十层温度≯140℃、二十四层温度≯146℃、填料段温度≮120℃、塔顶温度≯45℃的塔系温度分布条件下，既能保证含硫污水中H2S及时彻底从塔顶排出，又能防止汽提塔冲塔。

4、原料水除油

轻污油随进塔含硫污水进入到汽提塔内，易引起塔上部低温区温度波动，造成冲塔及侧线系统异常波动，影响到汽提塔平稳操作。

5、氨氮内循环量

氨氮内循环量直接影响到汽提塔氨负荷。氨循环量大，不仅增加蒸汽单耗，还会引起汽提塔操作紊乱，净化水质量不合格。影响氨氮内循环量的因素有：侧线抽出量、三级分凝条件及氨精制系统退液量。

6、氨精制塔温度

精制塔的主要任务是让H2S与NH3反应生成NH4HS结晶固定在液相中，由于该反应为放