汽提塔器常见问题的处理1_图文

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1、C02汽提法尿素装置中汽提塔常见问题的处理安徽中能葛志军尿素工艺冇水溶液全循环法、C02汽提法、氨汽提法，从综合能耗和工艺 合理性来比较，CO2汽提法工艺是最合理的工艺，这三套床素工艺中都设置有 汽提塔，水溶液全循环法中的汽提塔是中压分解汽提塔，氨汽提法工艺中的汽提 塔是高压分解汽提塔，这两种工艺都是利用自身分解气作为汽提气，分解效率低, 一般仅为5070%左右，而C02汽提法工艺中的汽提塔，是利用C02气作为汽 提气，冇效降低气相中氨分压，分解效果佳，一般为75-85%,所以它的工艺流 程短，操作简单，能耗优势大。CO2汽提法工艺中汽提塔是整个工艺的核心设 备，它的配置和运行指标是整个系统能

2、耗的关键因索，并在运行过程中汽提塔的 正常维护和常见问题的处理成了决定系统能耗的重要因素。1、汽提塔结构和工作原理一、汽提塔的结构CO2汽提塔实质是一台立式固定管板降膜式列管换热器，由高压和低部分 组成。汽提塔高压部分由管箱短节球形封头、人孔盖、液体分布器、汽提管、升 气管、管板等部分组成。低压部分由低压壳体、膨胀节、防爆板等组成，见图lo 从C02汽提塔结构图可以看出，气提塔的结构总体上分为三个部分，上部 是供出尿塔合成液与汽捉气进行气液分离，其中的主耍部件就是液体分布器，在 每一根汽提管上部管】均对应一个液体分布器，该分布器结构其实非常简单，就 是一根约600 mm长的管子，管子下部（靠近

3、汽提管端）每间隔120。冇接管数fit直径压力用途N11250250液体入口N21250250液体岀口N31150250CO2 入口N41250250气体岀口N5130040蒸汽入口N6a/b9Ar10040冷凝液出口N711540放空N811540排放口N914010液位传送(LT-203)N101高液位信号Nil115040防爆板(PSV-204)N1212540惰气出口N131800人孔N14a/b215040冷凝液出口一个约 2.5mm的小孔，这样设计的目的是为了保证每根汽提管均有合成液进 入，避免“干管”而引起汽捉管超温，从1佃造成汽捉管腐蚀加剧1佃损坏；中部就 是汽提管了(一般为0

4、31X6879X3)；卜部供汽提液与CO2气进行气液分离， 其中的主要部件就是C02气体分布器，该分布器结构也非常简单，主要起到均 匀分布C02气的作用。二、气提塔的气提原理合成反应液从管口 N1进入气提塔上管箱内，经上管箱内的液体分布器将液 体均匀分布到每根气提管内。由于液体分布器的作用，液体在管内形成一层液膜 向卜流。CO2气体由塔底管口 N3进入塔内，经气体分布器均匀分布到每根气提 管内，与液体逆流接触且产生气提作用。气提作用所需要的热量出高压汽包來的 高压饱和蒸汽供给，该蒸汽从接管N5引入气提塔壳侧，蒸汽冷凝液由管N6排 冋到高压汽包。合成反应液经气提后所得到的C02和NH3与C02原

5、料气从管 口 N4起返回到高压冷凝器内，气提液则由管N2进入低压循环系统。汽提是以一种气体通过反应混合物，从而降低另一种或几种气体的分压，使 离解压力降低的过程。所谓二氧化碳气提就是用C02气体通过反应物，从而降 低气相中；氨的分压，促使甲鞍分解。甲鞍分解的反应方程式：NH2COONH4 （液）=2NH3 （气）+ C02 （气）-Q 这是一个可逆吸热体积增大的反应，只要 能捉供热量、降低压力或降低气相中NH3和C02某一组分的分压，都可以使反 应向着甲钱分解的方向进行，以达到分解甲钱的目的。采用液态甲銭的生成或分 解來说明：2NH3（液）+CO2（液）二NH2COONH4（液）溶液中氨和二氧

6、化碳与气相 中的氨和二氧化碳处于平衡，假设它们分别符合拉乌尔与亨利定律，则有： PNH3 二 P0NH3NH3）（液）PCO2=HCO2（C02）（液）PNH3溶液中氨的平衡分压PCO2 - 溶液中二氧化碳的平衡分压P0NH3 - 纯氨的饱和蒸汽压HC02二氧化碳的亨利系数（NH3）（液）-液相中氨分子分率，（C02）（液）-液相中二氧化碳分子分率由上述各式可知：当用二氧化碳为气提剂时，气相中的氨分压趋近于零，则 液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压，故液相中的氨不断汽化逸出，液 相中（NH3）（液）降低，反应向着甲鞍分解成氨和二氧化碳的方向进行。这就促 使了液相中甲镀的分解。在甲镀分解的

7、同时,液相中（C02）（液）增加,与此相 平衡的二氧化碳分压大于实际气相中的二氧化碳分压，促使液相中二氧化碳汽化 逸出。因此液相中甲镀不断分解，液相中氨和二氧化碳不断汽化逸出，从而实现 气提过程。从理论上讲，在任何压力和温度范围内，用气提的方法都可以把溶液 中未反应的甲鞍完全分解。但在工业上，由于要求过程在一定的速度下进行，因 此必须保持足够高的温度。气提塔实际上是一个多管降膜式湿壁塔。合成塔来的反应液，通过合成塔出 料调节阀HV201利用液位差进入气提塔上花板，每根气提管上部冇一液体分布 器，当液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动。随着阀开度的改变，分 布器上液层高度也改变。负荷高，液

8、层高，流过小孔流量大，反之即小。当液体 下流后与下部来的二氧化碳气体相遇，首先是游离氨被逐出，再向下是甲钱分解 即以两个氨分了一个二氧化碳分了这样的比例分解出來。由于管外有压力为 2.0MPa左右的饱和蒸气供给热量，使分解反应能够不断进行。气提过程之所以 能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨分压。 这样氨一直可以被分解出来，而二氧化碳则是由于化学平衡关系，当减低气相氨 的浓度后，反应向左进行。在加热和汽捉的联合作用下，使尿素、氨基甲酸钱分 解成氨和二氧化碳，并随气体介质一起经过液体分布器上部的升气管进入高压甲 鞍冷凝器。曲底部出來的尿索溶液经调节伐LV203减压后送

9、入低压循环系统进 一步减压分解其111的氨基甲酸鞍o2、汽提塔的重要指标C02 入塔压力：13.814.5MPa；CO2入塔温度：95-120C汽提塔出液温度:165-172C汽提塔出气温度:184-188C汽提塔进液温度：183J85 C入塔最佳合成NH3/CO2比为2.89汽提效率为：78-85%3、常见问题及排除方法3. 1汽提塔满液现象及处理方法汽提塔液位与合成塔液位一样，是高压系统重要工艺指标之一，维持在正常液 而在正常控制范围内对稳定高压系统和循环系统的操作冇很大的作用。通常操作 人员是合成出液伐和汽提塔出液共同进行控制的。一旦操作不慎，会引起汽提塔 液位升高。当液位指示达到100

10、%,但各种现象已表明，真实液位已超过100%, 这各情况往往是汽提塔液位失灵造成的。此吋操作人员应积极采取措施，防止事 故的扩大。此种液位计的失灵的现象在实际生产中是容易发生的。因为汽提塔液 位计的重要部件艳源在使用一段时间后容易引起衰减，且另一部件探头也会 因各种原因造成失灵。满液现象：汽提塔满液最明显的特征是：汽提效率下降，出液温度超温，出气温度超温, 卬镀冷凝器出液温度上升，合成转化率下降，如果判断失误，造成合成NH3/CO2 比偏高，工况继续恶化，合成塔液位满液，加重液提塔负荷，高、低压系统严重 超压，整个系统紊乱，如果处理不当会造成高、低压系统设备损坏。产生上述现象的原因：当汽提塔液

11、位高时，C02气体分布不均，汽液比失调，汽提效率大幅度下 降，未分解的卬馁液增多，液位继续上升，如果汽捉塔液位失真，汽捉塔出液调 节伐未及时调节，势必造成满液，进一步影响汽提效率，由于分解少了，带走的 热量少了，所以汽提塔岀液、出气都将超温度，此两点温度是反应汽提塔效率高 低的重要参数。合成满液严重，造成C02 1B气中夹带合成液，由于合成液中有 尿素组份，高压甲钱冷凝器中冷凝温度上升，容易误认为是NH3/CO2比少，加 氨调节，势必造成合成塔满液，高压系统将严重超压。由于汽捉效率的大幅度下 降，大量未分解的甲镀液进入低压循坏系统，低压循环系统负荷加重，也将严重 超压。处理：当发现汽提塔满位，

12、要逐渐开大出液调节伐，增加出液过料量，控制好汽提 塔的汽捉效率。汽捉塔满液现象的产生，一般主要是由于汽捉塔液位失真造成的, 如果同时出现汽提塔出液、出气都超出温度指标范围，就要考虑到汽提塔满液的 情况，如是汽提塔、合成塔都满液了，高压系统压力已超压了，最好将负荷减到 70%负荷，并H要根据平吋操作的CO2流量，来控制好适量的NH3/CO2,不要 过多的加氨，因为此时的高甲冷的出液温度已失去参考意义。此时要开大进汽提 塔出液伐，关小合成塔岀液伐，尽快把汽捉塔液位拉下来，等汽捉塔液位正常后 再调节合成塔液位。以汽提出气温度是否降到止常指标范围，作为参考判断汽提 塔液是否正常的标志。当然在处理汽提满

13、液现象时，低压超压不口J避免，但要根 据实际情况，严防破坏低压设备的情况发生。3. 2高压蒸汽饱和器满液现象及处理方法进入高压蒸汽饱和器的蒸汽是由热电锅炉送來的21X10 Pa （绝）的过热蒸 汽，与曲汽提塔冷凝产生的冷凝液换热后，产生饱和蒸汽供汽提塔壳侧使用。汽 提塔壳侧使用饱和蒸汽，其主要原因：一是相同压力下，过热蒸汽比饱和蒸汽的 效率要低的多，由此导致，在相同的换热量下，过热蒸汽所需的换热面积要大得 多。根据实际经验，过热度每增加2C,就需要增加1%的换热而积；二是过热 蒸汽是一种干燥气体，热量是通过管壁的污垢层传递的，传热效率比饱和蒸汽差 很多。高压蒸汽饱和器的液位要控制到合适的液位，

14、如果液位过高，冷凝液进入 201C汽提塔壳侧无法向管内大量供热，气提效率大幅下降；如果液位过低，产 生的饱和蒸汽减少，从而相对减少汽提塔的换热面积和传热效率，引起汽提塔的 汽提效率下降。满液现象：当外供蒸汽带水，高压蒸汽饱和器液位长吋间不显示或液位假，操作工没及 吋发现，最终造成高压蒸汽饱和器液位满液，现象为汽提塔出液温度下降较多， 低压负荷明显加重，汽提塔耗蒸汽流量大幅度下降，高压系统压力快速下降，汽 捉塔出液调节伐明显开大。产生上述现象的原因：出于高压蒸汽饱和器液位高，换热面积、传热效率的下降，汽提塔提供的热 量不足，分解反应迅速减少，汽提效率下降，汽提塔出液温度短时下降，如是严 重满液，

15、则由于因分解反应的吸热反应减少而超温，由于汽提效率的下降，出汽 捉塔的分解气减少，则表现为高压系统压力下降。由于分解量的减少，造成大量 未分解的甲钱液增多，汽提塔出液调节伐明显开大，并且低压负荷明显加重。处理：当出现上述现象，则判断高压蒸汽饱和器满液，此吋要立即开大高压蒸汽饱 和器出液调节伐，或到现场开付线伐，及时降低高压蒸汽饱和器液位，此时要密 切注意中压蒸汽饱和器的压力，防止超压。由于汽捉塔分解气的减少，则要加大 合成系统加氨量的调节，关小合成出液伐，控制好合成塔液位，防止因合成塔液 位液位过低而引起CO2倒流。要根据低压循环系统负荷，适当开人汽提塔出液 调节伐，最好用关小合成出液调节伐伐来控制汽提塔液位，以免汽提塔满液的现 象发牛，以至于酿成更为严重的后果。只要判断准确，及时调节，系统能很快恢 复止常。3. 3汽提塔出液温度超温的原因及处理方法超温原因：牛产中汽提塔出液温度超温的原因一般是由汽提塔满液，合成系统水碳比过 高，汽捉效率下降造成的。但影响汽捉效率下降的原因很多，一般冇蒸汽压力的 影响、合成转化率的影响、系统氨碳比的影响、汽提塔气液比低的影响、PIC904 高压包压力过高的影响、汽提塔上花板分布器小孔堵的影响、LIC203控制过