真空碳酸鉀脫硫效果的主要影響因素是負(fù)壓系統(tǒng)的真空度,而影響負(fù)壓系統(tǒng)真空度的主要原因是負(fù)壓系統(tǒng)泄漏進(jìn)入空氣和正壓系統(tǒng)阻力大。針對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題,有針對(duì)性地采取相關(guān)措施,保證了生產(chǎn)順利進(jìn)行。
邯鋼焦化廠采用真空碳酸鉀脫硫[1],
該系統(tǒng)自2005年投入運(yùn)行以來(lái),出現(xiàn)了諸多影響生產(chǎn)順利進(jìn)行的問(wèn)題,非常為嚴(yán)重的是負(fù)壓系統(tǒng)的真空度[2]問(wèn)題。由于該生產(chǎn)工藝要求該反應(yīng)是在真空度-0.090MPa至-0.080MPa下運(yùn)行,低于該真空度,則該逆反應(yīng)效果明顯下降,從而導(dǎo)致脫硫液脫除煤氣H2S質(zhì)量下降。從系統(tǒng)運(yùn)行至今發(fā)生了多起影響真空度的事故,本文結(jié)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 智能型變送器工藝原理及簡(jiǎn)介
來(lái)自焦化廠回收2個(gè)系統(tǒng)洗苯塔后的煤氣混合后進(jìn)入壓力變送器,壓力變送器中設(shè)斷塔盤(pán),煤氣自下而上先后與來(lái)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(yīng)見(jiàn)式(1)~式(4)。
智能壓力變送器上段加入一定堿液(NaOH),進(jìn)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(lái)的熱貧液換熱后,進(jìn)入再生塔再生,在再生塔內(nèi),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(lái),其反應(yīng)如式(5)~式(7)。
再生塔頂出來(lái)的酸性氣體依次經(jīng)過(guò)酸性氣冷凝器和酸性氣冷卻器,在酸性氣分離器除水后,經(jīng)真空泵將酸性氣體送至CLAUS裝置生產(chǎn)硫磺。其工藝影響再生系統(tǒng)真空度的因素及措施
2.1 影響壓力變送器真空碳酸鉀脫硫真空度的原因分析及措施蒸汽再沸器法蘭墊片泄漏
2019年9月份,脫硫再生塔真空度呈下降趨勢(shì),從-88kPa逐漸下降到-80kPa,且克勞斯?fàn)t系統(tǒng)空氣量下降,確定是有地方負(fù)壓泄漏進(jìn)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(gè)焊口開(kāi)始查找,查完所有焊口沒(méi)有找到泄漏點(diǎn)。又開(kāi)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(yán)重。
2015年6月份,脫硫再生塔氣液分離器液位突然顯示升高,而且1h內(nèi)升高約200mm,聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)操作人員檢查氣液分離器液位,懷疑儀表液位計(jì)顯示有誤,經(jīng)儀表工檢查發(fā)現(xiàn)儀表顯示無(wú)誤。臨近700mm滿量程時(shí),只能按停工處理,否則氣液分離器會(huì)發(fā)生封堵酸性氣,而且會(huì)產(chǎn)生液體進(jìn)入真空泵的惡性生產(chǎn)事故。
停工后檢查未發(fā)現(xiàn)異常,隨即開(kāi)工,但是開(kāi)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(guó)普施PSI(速成鋼)金屬補(bǔ)漏膠棒粘住,開(kāi)工正常。通過(guò)以上兩次的事故,說(shuō)明泄漏對(duì)真空系統(tǒng)影響很明顯。如果泄漏不明顯,則會(huì)表現(xiàn)真空度略微下降;如果泄漏明顯,則會(huì)表現(xiàn)真空度快速下降,甚至需要停工。
2.3 智能變送器酸性氣管道焊口泄漏
2016年7月份,脫硫再生塔由南塔倒北塔運(yùn)行,南塔停工待修,對(duì)南塔酸性氣路進(jìn)行停工查漏操作。將酸性氣入真空泵端(真空泵進(jìn)口)堵盲板,低溫水和循環(huán)水路堵盲板,通過(guò)酸性氣管道往塔體通氮?dú)庠嚶w壓力保持在10kPa以內(nèi),用洗潔精水試漏,查到酸性氣管道有3處針狀漏點(diǎn),塔體法蘭連接有2處微量泄漏點(diǎn)。處理漏點(diǎn)后開(kāi)工,真空度由-83.5kPa提高到-85.0kPa,真空度提升明顯。
2.4 智能變送器真空泵出口管道堵塞
2012年6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(zhì)量濃度5d之內(nèi)從200mg/m3升至500mg/m3,而且有繼續(xù)上漲的趨勢(shì),須立即查找原因。先檢查塔頂真空表,經(jīng)檢查無(wú)誤后排除真空表原因;更換真空泵出口管道壓力表,經(jīng)檢查出口管道壓力顯示無(wú)誤;隨后檢查真空泵本體氣液分離器上壓力表,經(jīng)檢查真空泵氣液分離器壓力表?yè)p壞。更換新壓力表后,真空泵本體壓力遠(yuǎn)超出泵體設(shè)計(jì)壓力,停工安排泵體出口管道清洗。
通過(guò)真空泵出口管道清洗后,再生塔塔頂真空度恢復(fù)正常,壓力變送器出口煤氣中H2S質(zhì)量濃度一天之內(nèi)降至200mg/m3以下。
3 結(jié)語(yǔ)
影響負(fù)壓系統(tǒng)真空度的主要原因有兩個(gè),一是負(fù)壓系統(tǒng)有泄漏點(diǎn),導(dǎo)致大量空氣泄漏進(jìn)入系統(tǒng),從而致使真空泵會(huì)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(huì)降低負(fù)壓系統(tǒng)的真空度。
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