一種處理煉油廠酸性汙水多段汽提方法
2023-05-29 08:32:21
專利名稱：一種處理煉油廠酸性汙水多段汽提方法
技術領域：
本發明屬於煉油廠酸性汙水處理技術。
煉油過程中產生的酸性汙水中大都含有較高濃度的硫化氫和氨，如不加處理將嚴重地汙染環境，同時浪費資源。這部分汙水通常需經過處理以回收硫和氨。目前酸性汙水處理方法有雙塔汽提工藝(如美國專利3，335，071和3，404，072)及單塔汽提側線抽出工藝(中國專利CN 1059291)。雙塔汽提工藝流程較複雜且能耗較大。中國專利CN 1059291提出一種帶側線抽出系統的單塔汽提處理煉油廠酸性汙水的方法，該方法能耗低，具有處理高濃度汙水能力，且能保證產品液氨和淨化水的質量。
隨著原油加工深度的提高及原油性質的變化，煉油廠酸性汙水中固定氨(如硫酸銨、氯化銨等)含量大幅度提高，這種銨鹽靠單純的熱分解等方法難以從水中脫除。煉油廠經上述專利方法汽提後酸性汙水所含總氨中有50～80w％是以固定氨形式存在的。即當淨化水中的總氨含量為50～400mg／l時，其中的固定氨含量為30～300mg／l。這部分氨如直接排入汙水處理場，會增加處理難度，很難達到排放標準，需經過二次脫氨。排入河流後，會使水體富營養化，造成二次汙染。上述所提及的工藝均沒有闡述有關固定氨的去除。
本發明的目的是提出一種處理煉油廠酸性汙水多段汽提方法，在單塔汽提側線抽出工藝的基礎上，提出往汽提塔內加鹼措施，使之更適用於含固定銨較多的酸性水處理。在酸性水得到處理，硫化氫、氨產品得到回收的同時，降低汽提淨化水中總氨含量，並使其降低到20mg／l以下。
圖1描述了本發明的工藝流程1、原料汙水罐； 2、原料汙水泵；3、汽提塔； 4、一段冷凝器；5、一段分凝器； 6、二段冷凝器；
7、二段分凝器；8、三段冷凝器；9、三段分凝器；10、結晶器；11、吸附罐； 12、沉降罐；13、氨壓縮機； 14、液氨儲罐；a、硫化氫排除口； b、淨化水排除口；c、備用冷卻水管； d、汽提蒸汽入口e、結晶器入口管； f、衝洗水管；g、吹掃蒸汽管；h、去汙水罐管；i、液氨補充管；j、液氨管；k、原料汙水管；l、m鹼液加入管。
結合附圖詳細介紹本發明涉及的主要裝置、流程及其特徵汽提塔3(見圖1)與普通汽提塔相似，預熱的原料汙水從塔上段入塔；塔頂排除硫化氫；高濃度氨蒸汽從塔中部側線抽出，去分凝和氨精製系統；塔底出淨化水；汽提蒸汽從塔底通入。將一定量的冷的原料汙水直接打入汽提塔作冷卻吸收水。在汽提塔中，由於塔頂硫化氫精餾段的冷卻吸收和氨汽提段的強制汽提的雙重作用，使氨向塔的中部(側線抽出口)集聚，形成一個氨的高濃區，可將此富氨氣從側線抽出。在汽提塔內的塔板上的汽液交換過程中，酸性水中的固定氨不發生變化，一直存在於液相中。如向塔內加鹼性化學品，如氫氧化鈉，會發生如下反應
鹼液與硫酸銨或氯化銨等鹽類發生反應，生成氫氧化銨。氫氧化銨在水中部分分解為氨及水，且三者是以平衡關係存在，當分解的氨被不斷的汽提到氣相中時，平衡向右移動，直到完全分解為止。
但當有硫化氫存在的情況下，氫氧化鈉首先會與硫化氫反應，生成硫化鈉，結果出現在固定銨被分解的同時，硫化物又被固定下來。從減少硫化物被固定的角度考慮，加鹼液的位置應越靠近塔底越好，但越靠近塔底，起作用的塔板數越少，對分解的固定氨的分離效果較差。綜合兩方面的因素，鹼液的加入位置設置在側線抽出口附近，並設在第5～14塊理論板處，最好設在第6～13理論板處。鹼液可以選用氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等，或者是煉油廠、石油化工廠產生的鹼渣，加鹼量根據汽提淨化水的pH調節，並將其控制在7．5～10．0的範圍內。
側線抽出的富氨蒸汽進入一段冷凝器4，部分冷凝後進入一段分凝器5，凝縮分水，此後依次進入二段冷凝器6、二段分凝器7、三段冷凝器8及三段分凝器9進一步提濃，然後進入氨精製系統。上述三級分凝產生的冷凝水打入原料汙水中循環。所說的三級分凝是在不同的溫度、壓力條件下進行的。一段分凝器5操作溫度為110～130℃，壓力為0．3～0．4MPa，在較高的溫度下首先將大部分的水除去；二段分凝器7操作溫度為80～110℃，壓力為0．2～0．25MPa，在中溫條件下緩衝，進一步除去水分；三段分凝器9操作溫度低於40℃，壓力為0．1～0．15MPa，在近常溫、常壓下由於氨濃度比硫化氫濃度大得多，大部分硫化氫被以硫氫化銨的形式固定在水相。經過三級分凝後的氣氨純度可達99w％以上。
經三級分凝後的氣氨，仍含有微量的硫化氫等雜質，經過結晶罐10結晶、吸附塔11吸附後，氣氨中的硫化氫含量小於10μg／g。此後的氣氨再經過沉降罐12除去機械雜質後由氨壓縮機13加壓液化即得到產品液氨。
結晶罐10的罐體內可設置若干塊結晶板，來擴大結晶面積，增加容量。來自三級分凝裝置的氣氨在結晶罐10的常壓低溫條件下，95w％以上的硫化氫由於生成硫氫化銨而凝華成結晶，附著在結晶罐10的結晶板上而被除去。結晶罐10的低溫環境可採用注入產品液氨製冷的方法來實現。由於結晶罐10引出的氣氨進入吸附塔11，在此，氣氨中殘存的極微量的硫化氫和其他雜質如酚、氰等組分被吸附劑活性炭或活性氧化鋁等吸附去除。結晶罐10和吸附塔11均可再生使用，當精製效率下降時，可切換新的結晶罐，向失效結晶罐內注入工業水容掉結晶物，衝洗水送至原料汙水中再行處理。失效的吸附塔11可用過熱蒸汽進行吹掃恢復活性，吹掃尾氣送回汽提塔3內處理。
本發明所用的汽提塔具有15-30塊理論塔板，最好是18-25塊理論板，汙水進料口位於10-20塊理論板處，最好是13-18塊理論板處，側線出口位於塔的第5-13塊理論板處，最好是第7-12塊理論板處。鹼液加入管位於塔的5-14塊理論板處。最好位於6-13塊理論板處。加鹼量根據汽提淨化水的pH調節，並將其控制在7．5～10．0。
本發明與現有技術相比，由於採用了添加鹼性化學品的措施，在保證液氨及酸性氣質量的同時，使汽提淨化水中的總氨含量降低到20mg／l以下。使單塔汽提側線抽出技術具有更強的適應性。本發明工藝簡單，操作方便，能耗低，便於推廣。
實例1、2、3、4在一套具有20塊理論板的汽提塔及相應分凝和氨精製系統的工業裝置上進行實驗，其工藝條件和結果見表3。實施例1加煉油廠鹼渣，加鹼位置在6塊理論板處。實施例2加石油化工廠鹼渣，加鹼位置在第10塊理論板處。實施例3、4加氫氧化鈉，加鹼位置分別在第8、12塊理論板處。
權利要求
1．一種煉油廠酸性汙水處理方法，採用單塔汽提帶側線抽出技術回收硫和氨，汽提塔3理論塔板數為15-30塊，側線抽出口設在自塔底向上第5-13塊處，側線抽出物料分凝器5、7、9經三級變溫、變壓分凝產生氣氨，該氣氨再經結晶吸附精製得到工業液氨，塔頂酸性氣為制硫磺原料，其特徵在於將鹼性化學品加入汽提塔中，與酸性汙水中的固定氨反應，銨離子以氨分子的形式從水中汽提出來，從而降低淨化水中的總氨含量。
2．按照權利要求1的方法，其特徵在於鹼性化學品加入口位置設在汽提塔塔底第5至第14塊理論塔板處，最好在第6至第13塊處。
3．按照權利要求1的方法，其特徵在於加入汽提塔的鹼性化學品為氫氧化鈉鹼液。
3．按照權利要求1的方法，其特徵在於加入汽提塔的鹼性化學品為煉油廠、石油化工廠廢鹼渣等。
4．按照權利要求1的方法，其特徵在於加鹼量根據汽提淨化水的pH調節，控制汽提淨化水的pH為7．5～10．0。
全文摘要
一種煉油廠酸性汙水的多段汽提處理方法。將鹼性化學品加入帶側線抽出的汽提塔中,從而在塔內形成化學分解段、水解汽提段和精製提濃段,將酸性水中的固定氨分解,在回收硫化氫和氨的同時,可降低汽提淨化水中的總氨。側線抽出產品液氨純度可達到99.9w%以上,汽提淨化水中的總氨可降低到20mg/l以下,避免了汽提淨化水的二次脫氨。該工藝能耗低、操作容易,適合於處理不同濃度的煉油廠酸性汙水。
文檔編號C02F1/20GK1205983SQ9711511
公開日1999年1月27日 申請日期1997年7月22日 優先權日1997年7月22日
發明者齊慧敏, 林大泉, 鄧德剛 申請人:中國石油化工總公司, 中國石油化工總公司撫順石油化工研究院