摘要:真空碳酸鉀脫硫效果的主要影響因素是負壓系統(tǒng)的真空度,而影響負壓系統(tǒng)真空度的主要原因是負壓系統(tǒng)泄漏進入空氣和正壓系統(tǒng)阻力大。針對生產中出現(xiàn)的問題,有針對性地采取相關措施,保證了生產順利進行。
邯鋼焦化廠采用真空碳酸鉀脫硫[1],該系統(tǒng)自2009年投入運行以來,出現(xiàn)了諸多影響生產順利進行的問題,#為嚴重的是負壓系統(tǒng)的真空度[2]問題。由于該生產工藝要求該反應是在真空度-0.090MPa至-0.080MPa下運行,低于該真空度,則該逆反應效果明顯下降,從而導致脫硫液脫除煤氣H2S質量下降。從系統(tǒng)運行至今發(fā)生了多起影響真空度的事故,本文結合發(fā)生的事故,分析了影響真空度的原因及采取的措施。
1 工藝原理及簡介
來自焦化廠回收2個系統(tǒng)洗苯塔后的煤氣混合后進入壓力變送器,壓力變送器中設斷塔盤,煤氣自下而上先后與來自再生塔上段貧液(碳酸鉀溶液)、再生塔下段貧液(碳酸鉀溶液)逆流接觸,煤氣中的H2S、HCN等酸性氣體被吸收,其主要反應見式(1)~式(4)。
同時,在壓力變送器上段加入一定堿液(NaOH),進一步脫除煤氣中的H2S,使煤氣中的ρ(H2S)≤200mg/m3。生成的鈉堿溶液送往回收二系統(tǒng)蒸氨可起到分解固定銨的作用。吸收了酸性氣體的脫硫富液在
壓力變送器底用富液泵抽出分上、下兩段分別與再生塔下、上段出來的熱貧液換熱后,進入再生塔再生,在再生塔內,富液與再生塔底上升的水蒸氣逆流接觸,在真空狀態(tài)(-0.090MPa至-0.080MPa)下使H2S、HCN等酸性成分從富液解析出來,其反應如式(5)~式(7)。
再生塔頂出來的酸性氣體依次經過酸性氣冷凝器和酸性氣冷卻器,在酸性氣分離器除水后,經真空泵將酸性氣體送至CLAUS裝置生產硫磺。其工藝流程見圖1。
2 影響再生系統(tǒng)真空度的因素及措施
2.1 蒸汽再沸器法蘭墊片泄漏
2012年9月份,脫硫再生塔真空度呈下降趨勢,從-88kPa逐漸下降到-80kPa,且克勞斯爐系統(tǒng)空氣量下降,確定是有地方負壓泄漏進入了空氣,而且空氣量不小,必須查找出泄漏的地方。用非常薄的塑料膜貼住管道的每個焊口開始查找,查完所有焊口沒有找到泄漏點。又開始查找所有法蘭連接的地方,在1#再生塔西南再沸器和塔體連接的法蘭處,塑料膜很明顯地被吸入法蘭,判斷出此處泄漏空氣嚴重。
查找到泄漏地方,更換墊片修復后,再生系統(tǒng)開工恢復正常。
2.2 真空冷凝液管道泄漏
2014年7月份,脫硫再生塔氣液分離器液位突然顯示升高,而且1h內升高約200mm,聯(lián)系現(xiàn)場操作人員檢查氣液分離器液位,懷疑儀表液位計顯示有誤,經儀表工檢查發(fā)現(xiàn)儀表顯示無誤。臨近700mm滿量程時,只能按停工處理,否則氣液分離器會發(fā)生封堵酸性氣,而且會產生液體進入真空泵的惡性生產事故。
停工后檢查未發(fā)現(xiàn)異常,隨即開工,但是開工后卻又出現(xiàn)了異常,氣液分離器液體不往真空冷凝液池流,判斷是真空冷凝液管道有泄漏的地方,又再次停工通蒸汽檢查管道,發(fā)現(xiàn)管道彎頭焊口處有泄漏。用美國普施PSI(速成鋼)金屬補漏膠棒粘住,開工正常。通過以上兩次的事故,說明泄漏對真空系統(tǒng)影響很明顯。如果泄漏不明顯,則會表現(xiàn)真空度略微下降;如果泄漏明顯,則會表現(xiàn)真空度快速下降,甚至需要停工。
2.3 酸性氣管道焊口泄漏
2015年6月份,脫硫再生塔由南塔倒北塔運行,南塔停工待修,對南塔酸性氣路進行停工查漏操作。將酸性氣入真空泵端(真空泵進口)堵盲板,低溫水和循環(huán)水路堵盲板,通過酸性氣管道往塔體通氮氣試漏,塔體壓力保持在10kPa以內,用洗潔精水試漏,查到酸性氣管道有3處針狀漏點,塔體法蘭連接有2處微量泄漏點。處理漏點后開工,真空度由-83.5kPa提高到-85.0kPa,真空度提升明顯。
2.4 真空泵出口管道堵塞
2013年7月底,真空泵出口管道壓力正常,再生塔塔頂真空度偏低,壓力變送器后煤氣H2S質量濃度5d之內從200mg/m3升至500mg/m3,而且有繼續(xù)上漲的趨勢,須立即查找原因。先檢查塔頂真空表,經檢查無誤后排除真空表原因;更換真空泵出口管道壓力表,經檢查出口管道壓力顯示無誤;隨后檢查真空泵本體氣液分離器上壓力表,經檢查真空泵氣液分離器壓力表損壞。更換新壓力表后,真空泵本體壓力遠超出泵體設計壓力,停工安排泵體出口管道清洗。
通過真空泵出口管道清洗后,再生塔塔頂真空度恢復正常,壓力變送器出口煤氣中H2S質量濃度一天之內降至200mg/m3以下。
3 結語
影響負壓系統(tǒng)真空度的主要原因有兩個,一是負壓系統(tǒng)有泄漏點,導致大量空氣泄漏進入系統(tǒng),從而致使真空泵會優(yōu)先抽取空氣;二是正壓系統(tǒng)阻力大[5],而真空泵抽提能力有限,超出真空泵的工作能力,會降低負壓系統(tǒng)的真空度。
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