汽提

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空管堵塞的现象。

六、影响汽提效率的因素

汽提塔负荷也是影响汽提效率的关键因素。负荷大,汽提管内液膜厚,停留时间短,汽提效率低。

压力降低汽提效率明显提高,使NH3尽可能回收,从而降低精馏段系统的负荷。汽提塔汽提效率不够,造成精馏段系统的负荷增加。

精馏段系统为了吸收过多的氨,必定增加水量,从而带入侧线系统水量增多,氨回收率就会下降。

七、进水含油和悬浮物浓度高

由于进料含油量较高,而且其中含有大量的焦粉等悬浮物。油气直接影响塔内汽液相的正常平衡,且造成侧线带液,进一步降低塔的处理能力;悬浮物易在塔内结垢。结垢不仅会使塔板上的浮阀变重,影响浮阀的正常移动,减小气相通量,脱落的垢还会堆积在降液管和受液槽的夹缝中,减小液相的通量,从而加剧侧线带液,降低塔的处理能力和汽提塔的出水质量。

由于携带焦粉,易引起塔盘结焦,堵塞浮阀及换热器等设备,严重影响汽提装置平稳操作及净化水质量。

八、蒸汽耗量

影响蒸汽耗量的决定因素就在用于汽提部分的蒸汽量,进料量是决定总蒸汽耗量的最主要的因素。

油份对蒸汽耗量的影响不仅仅在于它吸热汽化,更重要的是油份作为表面活性物质,在汽提塔内强烈的汽水接触情况下,极易发生起泡现象。大量的泡沫使气液相的传质汽提蒸汽的冷凝过程不能得到有效进行。在造种情况下,为了保证出水水质,只有加大汽提蒸汽量,强化气液间的接触,这势必增加蒸汽耗量。

液相在从塔顶到达塔底的过程中,为达到操作温度,必须吸收汽提蒸汽。

九、塔顶酸性气采出

降低富氨气中的H2S含量。正常稳定的汽提操作是保证液氨质量的关键,99%以上的硫是通过汽提系统除去的,汽提操作不正常会导致加重氨精制负荷,影响液氨质量等一系列问题。根据硫化氢汽提塔底水中的H2S含量,决定是否需要提高硫化氢汽提塔的分离效率,降低塔底水中的H2S含量,以降低富氨气中的H2S含量。

十、侧线富氨汽抽出

根据侧线抽出温度调整汽提蒸汽量和侧线抽出比,使汽提塔“氨峰”位置处于侧线抽出口附近,提高抽出气中NH3/H2S值,再通过合理设置的三个分凝器的温度和压力,降低富氨气中的H2S含量。进料段温度自塔顶向下温差较大,有利于氨的吸收而在塔顶得到净化的酸性气;汽提段温差较小,有利于游离态的硫化氢和氨的分离。

汽提塔操作知识(第一部分)

汽提塔工艺原理及流程

11.3.1 汽提原理

炼油厂含硫污水所含有害物质以氨、硫化氢、二氧化碳为主。汽提法以脱除并回收氨和硫化氢为主要目的;是化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂体系。控制化学、电离和相平衡的适宜条件是处理含硫污水和选择适宜操作条件的关键。了解NH3-H2S-H2O三元体系的热力学性质,可以更好地理解汽提法的原理和操作。

氨、硫化氢和水都是挥发性弱电解质,能互相起化学反应,并能电离成离子:氨和硫化氢能不同程度地溶解于水。因此“NH3-H2S-H2O”三元体系是一个化学、电离和相平衡共存的复杂体系。

氨溶于水后一部分以游离氨存在,一部分被电离成NH4+和OH—,如下式:NH3+2H2O= NH4++2 OH—(2-1-1)

氨溶解于水是放热的,温度升高,电离平衡常数K A随温度升高而降低,温度越高,K A 降低越明显,氨的电离平衡常数很小(K A=2.01×10-5mol/kg),因此,氨在水中主要是以游离的氨分子存在,仅有极少量的铵离子。

硫化氢在水中也有少许电离:

2 H2S=2H++2HS—(2-1-2)

硫化氢在水中的电离常数K S也受温度影响,与K A不同,温度对K S的影响可分为二种情况:当温度低于125℃时,K S随温度升高而升高。当温度高于125℃时,K S随温度升高而降低,因为硫化氢的电离平衡常数K S值比K A还小,所以硫化氢在水中几乎全部以游离的硫化氢分子存在。

氨和硫化氢同时存在于水中时,生成硫氢化铵,在水中被大量水解又重新生成游离的氨和硫化氢分子,即:

NH4++ HS—→(NH3+ H2S)1(2-1-3)发生双水解反应NH4HS→NH4++ HS——+ H2O→NH3。H2O + H2S→(NH3+ H2S)1

在液相的游离氨和硫化氢分子又与气相中的氨和硫化氢呈相平衡:

(NH3+ H2S)1→(NH3+ H2S)g(2-1-4)

结合式(2-1-3)和(2-1-4)可写为:

NH4++ HS—(即NH4HS)→(NH3+ H2S)1→(NH3+ H2S)g(2-1-5) 也可以用图2-1-1表示:

图2-1-1 NH3-H2S-H2O三元体系示意图

图2-1-1中的气相条件下,氨和硫化氢是分子态,液相条件下,氨和硫化氢有离子和分子二种形式,离子不能挥发可称为固定态,分子可以挥发可称为游离态或自由态。氨和硫化氢在水中主要是以离子态还是以分子态存在,与温度、压力及其在水中的浓度有关。

硫氢化铵在水中进行如式(2-1-3)的水解反应,其水解常数K H同样受温度影响,温度升高,K H增加,温度降低,K H减少。当温度降低时,K H减小反应式(2-1-3)的反应向左移动。故溶液中NH4+和HS—离子浓度逐渐增加,因此,在低温段,是以离解反应为主。

当温度升高时,K H增加,此时硫氢化铵不断水解,溶液中游离的氨和硫化氢分子逐渐增加,相应汽相中氨和硫化氢的分压也随之升高,因此在高温段的界限约为110℃,低于110℃,温度对K H的影响不大,K H值较低,高于110℃,K H随温度升高迅速增加,由此可见,要将污水中的氨和硫化氢脱除,温度应该大于110℃。污水汽提开工时规定塔底温度大于120℃后开始排放净水,以及正常生产时塔底温度控制为160℃左右的道理也就在此。

氨和硫化氢在水中的溶解度与气体在溶液中的一般规律相同,随温度升高而降低,随压力增加而增加。氨在水中的溶解度远大于硫化氢在水中的溶解度,但是若在硫化氢水溶液中通入氨,则硫化氢的溶解度就大大提高。在约38℃和0.45Mpa时,由于氨的存在,硫化氢在水中溶解度可增加17倍以上。

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