文档介绍：酸性水汽提的基本原理
酸性水是一种含有H2S,NH3和CO2等挥发性弱电解质的水溶液。上述组分在水中以NH4HS,(NH4)2CO3和NH4HCO3等铵盐形式存在,这些弱酸弱碱的盐在水中电离,同时又水解形成H2S,NH3和CO2分子,上述分子除与离子存在电离平衡外,还与气相中的分子呈平衡,该体系是化学平衡、电离平衡和相平衡共存的复杂体系。因此控制化学、电离和相平衡的适宜条件是处旦酸性水和选择适宜操作条件的关键。
由于电离和水解都是可逆过程,各种物质在液相中同时存在离子态和分子态两种形式。离子不能从液相进入气相,故称“固定态”,分子可从液相进入气相,称为“游离态”。各种物质在水中离子态和分子态的数量与操作温度、操作压力及它们在水中的浓度有关。根据H2S,NH3和CO2-H2O四元素体系性质,NH4HS(硫化氢铵)等在水中的水解反应常数KH随温度升高而升高,即水中游离态的H2S,NH3和CO2分子随温度升高而增加,因此汽提塔的温度应高于110℃。相平衡与各相分在液相中的浓度、溶解度、挥发度以及与溶液中其他分子或离子能否发生反应有关。如CO2在水中的溶解度很小,相对挥发度以及与溶液中其他分子或离子的反应平衡常数很小,因而最容易从液相转入气相,而NH3却不同,它不仅在水中的溶解度很大,而且与H2S和CO2的反应平衡常数也大,只有当它在一定条件下达到饱和时,才能使游离的氨分子从液相转入气相。
显然,通入水蒸汽起到了加热和降低相中H2S,NH3和CO2分压的双重作用,促进它们从液相转入气相,从而达到净化酸性水的目的。
主要技术方案
方案一:单塔加压侧线抽出汽提工艺,主要特点为侧线抽出富氨气并进一步精制回收液氨。
方案二:双塔加压汽提工艺,主要特点为采用双塔分别汽提酸性水中的H2S和NH3。
方案三:单塔低压全吹出汽提工艺,主要特点为硫化氢及氨同时被汽提,酸性气主要为硫化氢及氨的混合气。
我们公司采用的是方案一和方案三
总体设计技术方案主要特点
加氢型和非加氢型酸性水分开处理,以达到分别回用的目的。
加氢型酸性水采用单塔加压侧线抽出汽提工艺,富氨气自塔中部抽出,经冷凝后采用低温循环洗涤脱硫化氢和脱硫剂进一步精制再压缩冷凝后得到副产品液氨。
非加氢型酸性水采用单塔低压全吹出汽提工艺,该工艺流程简单,蒸汽耗量低,投资及占地省。
设置原料酸性水高效旋流设施,改善主汽提塔操作降低塔顶酸性气的烃含量。
酸性水原料的来源、组成、性质
1、原料的来源:
加氢型酸性水来自60万吨/年石脑油加氢、210万吨/年原料油加氢、200万吨/年柴油加氢。混合非加氢型酸性水来自1#沥青、2#沥青、220万吨/年催化裂解、3万吨/年硫磺回收。
2、原料的组成:
含硫含碱污水(简称酸性水)中的主要成分是水,其中还含有硫化氢、二氧化碳、氨、酚、***化物、烃等有害物质。硫化氢含量在5000mg/L,氨氮含量在3000mg/L左右。
3、原料的性质:
%以上是水,所以其性质与纯水基本相近。
产品及副产品说明
1、产品
净化水质量:H2S<20PPM;NH3<50PPM。
液氨质量:NH3>%; H2S<5PPM; 水分\油<%
贫液质量: H2S<; CO2<;
硫磺质量可达到GB/T2449-2006标准中的一等品质量标准。
2、副产品
硫化氢(H2S):含量大于85%(体积分数),氨含量小于2%(体积分数)
生产方法和工艺原理
单塔加压侧线抽出蒸汽汽提工艺,其生产方法是:利用硫化氢和二氧化碳的相对挥发度比氨高,而溶解度比氨小的特性,首先从气提塔的上部将污水中的二氧化碳汽提出来,而塔顶部的气氨被冷却水吸收,再通过控制适宜的塔体各部位温度分布,使酸性污水中的中部形成NH3/(H2S+CO2)分子比大于10的氨聚集区,在此抽出分离,再采用变温变压的三级分凝设施,将侧线抽出的氨气逐渐浓缩,最后取得纯度较高的氨气。
工艺流程简图
氨精制工艺原理
氨精制的工艺原理是通过在低温操作条件下
(-10~0oC),使富氨气在氨精制塔内经高浓度、高分子的氨水洗涤精制,氨精制塔的温度利用外补液氨蒸发降温来维持,富氨气中的硫化氢及水份转入低温溶液,塔顶得到高浓度、低含硫量的氨气。积累了硫化氢的氨溶液,根据一定的氨/硫化氢分子比,从塔底排至原料水罐,塔内补入液氨,以保证系统在同一操作条件下的物料平衡和循环液应具有的高浓度、高分子比要求。
出氨精制塔的氨气中硫化氢可小于100ppm,经进一步的精脱硫、压缩、冷凝得到的产品液氨含量小于5ppm。
脱硫方法介绍
脱除酸性气中的酸性组分的方法有化学溶剂法,物理溶剂法,物理化学溶剂法等。
化学溶剂吸收法主要包括一乙醇***法(MEA法)、改良二乙醇***法(SNPA-D