尿素生产装置废水处理系统的改造.
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尿素生产装置废水处理系统的改造
赵正升武京红胡满荣
(中国石油兰州石化公司化肥厂 730060
摘要介绍了尿素废水处理装置概况 , 阐述了废水处理系统的改造措施及所取得的效果。关键词尿素废水处理改造
兰州石化公司化肥厂 52万 t/a 尿素装置采用了意大利斯纳姆氨气提工艺 , 废水处理采用了高温解吸水解法。该装置投产以来 , 由于废水处理系统存在缺陷 , 造成排放废水中氨氮含量一直较高 , 影响了该厂废水的达标排放。为此 , 该厂采取了一系列有效的措施 , 对废水处理系统进行了改造 , 取得了较好的效果。
1废水处理系统
1. 1废水排放情况
尿素装置废水排放情况见表 1。从表 1所列数据可以看出 , 尿素装置排放的废水不但氨含量很高 , 而且尿素含量也很高 , 如果不加以处理直接排入水体 , 就会造成严重的污染。为此 , 在建造尿素装置的同时 , 配套建造了解吸水解处理装置 , 较好地解决了该装置废水污染问题。
表 1尿素装置废水排放情况
废水来源氨含量 (% 尿素含量 (% 工艺冷凝液 5~71~2
放空冷凝液 20~250
清洗水 20~3010~30
泄漏物料 10~302~10
1. 2解吸水解处理装置
尿素在高温高压下被分解成 NH 3和 C O 2(水解 , 再经蒸汽精馏 (解吸 , 从液相中分离出的 NH 3和 C O 2回收再用 , 处理合格的水作锅炉用水。解吸水解工艺流程如图 1示。各设备放空产生的冷凝液经回收泵打入工艺冷凝液槽 , 与生产系统产生的工艺冷凝液一并经解吸塔给料泵 (P114 加压后送入解吸塔上塔 , 经下塔解吸出的高温气体精馏 , 废水中的 NH 3部分解吸出来 , 并进回收系统回用 , 液相再经水解塔给料泵 (P115 加压、换热后送入水解塔 , 同时加入 4. 0MPa 的蒸汽 , 使废水中的 C O (NH 2 2分解成 NH 3和 C O 2, 气相进回收系统回用 , 液相再进入解吸塔的下塔 , 同时加入 0. 5MPa 的蒸汽精馏 ,NH 3和 C O 2从液相中被分离出来进入上塔 , 处理后的水经换热送锅炉使用 (目前尚未回用
。
图 1解吸水解处理装置工艺流程简图
1. 放空冷凝液回收槽
2. 回收泵
3. 工艺冷凝液槽
4. 解吸塔给料泵
5. 解吸塔
6. 水解塔给料泵
7、 8. 换热器 9. 水解塔
工艺冷凝液及各设备放空冷凝液经解吸水解处理后 , 出水中的 C O (NH 2 2含量检不出 ,NH 3含量降至 3×10-6以下 , 完全达到了设计要求。
2废水处理系统存在的问题及改造措施
2. 1废水处理系统存在的问题
(1 在冬季 ,4. 0MPa 蒸汽压力不稳定。水解塔操作压力为 3. 53MPa , 在蒸汽压力低于 3. 6 MPa 时 (冬季蒸汽用量大 , 压力不足 , 会因加不进蒸汽而使水解温度达不到 235℃的工艺要求 , 废水中的 C O (NH 2 2分解不完全而使处理效果变差。
(2 解吸水解出水电导高 , 不能作锅炉给水 , 目前在冬季仅作采暖水用 , 夏季只能排入下水。而其它指标均达到了锅炉给水要求 , 并且锅炉用水 (二级脱盐水每吨为 3. 5元 , 比消防水要高出
3元还多 , 如 1年的生产时间按 8000h 计 , 那么该水 (40t/h 回用后 , 每年就可节约 110万元以上的
水费 , 而且废水排放量也会减少 32万 t/a 。因此 , 降低电导以回收该水是很必要的。
(3 原回收泵在回收槽 (T -104 的顶盖上 , 由于回收液温度较高 , 加之其密封不严 , 溢出的含 NH 3蒸汽造成了该泵电机被腐蚀而经常损坏 , 使回收液无法回收而被迫排入下水 , 造成厂总排口 NH 3-N 严重超标。
(4 在装置停车 24h 后 , 为防尿素合成塔被
腐蚀 , 就要求将系统中的物料清理干净 , 并用水清洗。由于系统中的容器容量有限 (只有 10m 3 , 清洗水 (氨氮含量较高无法回收而排入下水 , 不但造成了废水中 NH 3-N 严重超标 , 而且也造成了很大的浪费。 2. 2改造措施
(1 解吸水解蒸汽系统改造
为了解决 4. 0MPa 的蒸汽压力不稳定的现状 , 该厂从 7. 0MPa 的蒸汽管网中引入蒸汽 , 中间使用减压阀减压至 4. 0MPa 后供水解塔使用。经此改造 , 保证了水解蒸汽压力的稳定 , 使水解塔温度达到了工艺要求 , 从而保证了水解塔的正常运行。该蒸汽只在 4. 0MPa 蒸汽压力不稳定时才使用 , 正常情况下只处于备用状态。
(2 解吸水解输水管线改造由于输水管线、放空管线材质均为碳钢 , 在高温高压或含 NH 3放空废气的作用下极易腐蚀 , 而被腐蚀进入水相的铁离子会使出水电导变高。为此 , 该厂将输水管线全部改换为不锈钢材质 , 使出
水电导由原来的400μ
m/cm 左右降至200μm/cm 左右。由于受资金限制 , 放空管线未作更换 , 因此出水电导仍然较高。
(3 回收泵 (P116
改造
图 2回收槽改造示意图
为了防止回收泵电机受含 NH 3蒸气的腐蚀 , 该厂进行了如图 2所示的改造。
①将电机提高 , 并加密封底座。
②原回收槽放空管线接在泵氮气密封放空总管上。由于氮气量大 , 放空管真空度低 , 造成回收槽放空废气排放不畅 , 含 NH 3蒸汽部分外溢而腐蚀电机。为此 , 将回收槽放空管改在各设备放空总管上 (正常生产时放空很少 , 使回收槽放空废气顺利排出。经此改造后到目前为止 (约 2年时间 , 回收泵电机再未发生腐蚀损坏情况 , 保证了回收泵的正常运行。
③购置了 1台备用回收泵 (未配电机 , 当回收泵任何 1台出现问题时 , 可随即将此泵换上 , 以赢得充分的时间进行检修 , 保证了回收泵的连续运行。