酸性水汽提技术

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1、、 酸性水的来源及性质酸性水来源及性质见下表:序号来源CO2H2SNH3酸性水量kg/hppm wtkg/hppm wtkg/hppm wtkg/h1煤焦油加氢装置0.000373.13121663537.47131205172242粉煤变换装置1832.00729922.50902126.0084702510003硫磺回收装置0.0000.411980.0002070小计1832.006778396.0414652663.479854270294产品酸性气主要组成：富含h2s、co2气体。净化水产品指标：H2S10PPm, NH3S100PPm。液氨产品规格： NH3 不小于 99.6wt%

2、 ， H2s 不大于 2 ppm， H2O 不大于 0.2wt%产品流向酸性气至硫化回收装置。液氨送至氨法脱硫或作为产品。合格的净化水返回粉煤气化装置回用。二、 工艺原理及流程规模为2X150吨/小时1.工艺原理及流程汽提原理：酸性水所含有害物质中以氨、硫化氢、二氧化碳为主。汽提法以脱除和回收氨和硫化氢为主要目的。NH-HS-HO三元体系是化学平衡、电离平衡和相平衡322共存的复杂体系。氨、硫化氢和水都是挥发性弱电解质，能互相起化学反应，并能电离成离子： 氨和硫化氢能不同程度的溶解于水。 NH3 + HO NH + + OH-24硫化氢在水中也有少许电离：HS H+ + HS-2122当氨和硫

3、化氢同时存在水中时，则生成硫氢化铵，它是弱酸和弱碱生成 的盐，在水中被大量水解又重新生成游离的氨和硫化氢分子，即：NH + + HS- (NH + H S)液2 13432在液相的游离氨和硫化氢分子又与气相中的氨和硫化氢呈相平衡：(NH +HS) (NH +HS)21432 液32 气结合(3)和(4)可写为：NH +HS-(即卩 NH HS) (NH +H S) (NH +H S)2154432 液32 气图 NH-HS-HO 三元体系示意图322污水中有大量的二氧化碳，它也能溶解于水，但溶解度比硫化氢更小，在 同样温度下，它的蒸汽压也比硫化氢大，因而相比挥发度也比硫化氢大，所以它 比氨和硫

4、化氢更容易汽提出来。因此，对污水净化而言，二氧化碳的存在并无影 响，但是，值得指出的是：二氧化碳的存在，特别是在低温条件下，会与氨作用生成胺基甲酸铵。2NH (g) + CO (g) = NHCONH (s)21632224它是一种难溶的盐，会造成管道和阀门堵塞。单塔侧线流程汽提塔测线温度 要控制大于138C,重要目的就是要避免生成胺基甲酸铵、硫氢化氨等结晶堵 塞。结晶原理：酸性水经过汽提之后,可以得到纯度为百分之九十九以上的氨气。一般含有 百分之一左右的硫化氢和其它杂质(如酚、氰、二氧化碳、水等),如要将它制成 液氨,以提供化工原料或在炼厂内部供制备催化剂及作冷冻剂等用。就需要把所 得的氨气

5、进行压缩。由于氨气中含有硫化氢和其它杂质,一方面会造成设备腐蚀, 致使设备、机械难以连续运转；另一方面,在液氨中残存一部分硫化氢,直接影 响到液氨的质量和它的再利用。为了保护环境,更有效地利用资源,我国自行开 发了这套新工艺。并已应用到工业上取得成功。实践证明,本工艺在技术上是可 行的，流程也简单，操作上方便、经济，所得产品纯度也符合要求。根据一般的化学知识，氨和硫化氢可以结合生成硫氢化铵，硫化铵两种产物， 这两种产物的比例因侧线来的氨气组成而异,当氨气大量过剩时,其生成物主要 以硫氢化铵形式出现，硫氢化铵和硫化铵在一定的条件下，在氨和硫化氢共存时， 即可得到它的生成的结晶物。随着温度的降低，

6、这种结晶析出物就愈来愈多。 而且当冷却结晶温度小于7C时，其结果去除硫化氢的效果在80%以上。根据有 关资料提供结果和热力学公式计算结果表明，温度从0C变化到40C，氨和硫 化氢生成硫化铵这个反应的平衡常数，随温度的变化不大。因此，该过程的主要 控制因素是气固两相共存的物理过程，从实验中可知，一旦温度降低，结晶物的 形成是很迅速的。这就说明结晶速度是很快的。另外根据从结晶物的外观可以推 断，大部分白色结晶物是硫氢化铵，还有一些黄色油状物质主要是(NH)S；42(NH) S.n.NHHS； (NH ) S.2NH ； H S(NH ) ； (NH ) S.4MNH3，还需指出的是： 因4 244

7、 2323 44 2气体从40C左右降至7C以下，尚有一部分水蒸汽也同时被冷凝下来，同结晶物 共生在一起，因此，该过程对结晶温度的控制是极为关键的。经过多年的生产实 践和不断摸索，总结出无论那一种氨精制工艺，操作温度对HS脱除率的影响最2大，温度越低，脱除率越高，因而各厂的操作温度都从国外专利中的7C降至目 前采用的-10C0C,为此各厂还开发了不同的降温措施。吸附过程基本原理：从化学平衡和相平衡的角度来看，冷却结晶过程不可能把氨气中的硫化氢全 部去掉，根据资料介绍，硫氢化铵的蒸汽压是随温度的升高而迅速增加的，为了 进一步除去氨中残有的硫化氢，我们采用吸附剂对冷却结晶后的氨气进行处理， 使氨气

8、中残存的硫化氢得到进一步去除。吸附原理是将液体混合物经过多孔性固 体物质时，其中所含的一种或数种组份的分子、原子或离子能自动地附着在固体 表面上，以达到分离的目的。多孔性固体物质能将介质的分子或原子或离子吸附 到自己的表面上。这是因为处在固体表面的质点受到相内质点的拉力，所处的力 场是不平衡的，具有过剩的能量，这些不平衡的力场由于吸附作用可得到某种程 度的补偿，从而使固体的表面自由焓降低。在生产上，由于吸附操作具有选择性高的特点，它能分离其他过程难以分离 的混合物，同时由于吸附速度一般较快，吸附作用可以进行得相对完全，故在氨 精制系统选择适当的吸附剂，用以清除浓度很低的无用组分h2s,而得到纯

9、度高 的气氨。而吸附剂的吸附量与冷却结晶后的氨气浓度、吸附速度、气体流速、吸 附剂含水量、再生的程度等因素有关。吸附剂对硫化氢的吸附量随温度的升高而 明显下降，实验证明：温度控制在40C以下为宜。吸附剂含水量影响硫化氢的 吸附，实验证明，吸附剂含水量大于 2时，则它对硫化氢的吸附量明显下降。 再生程度影响吸附量。再生程度的好坏说明再生后吸附剂的含水含硫化氢量多少 从而知道它对硫化氢吸附的影响。吸附分化学吸附和物理吸附。化学吸附剂油ZnO,物理吸附剂有A12O3.2.工艺流程简述（汽提+氨精制）1原料水罐；2原料水泵；3汽提塔；4、6、8换热器；5一级分凝罐；7二级分凝罐；9三级分凝罐；10结晶

10、罐11吸附塔；12沉降罐；13氨压缩机；14液氨贮罐图2-1-3 双塔加压汽提示意流程1硫化氢汽提塔；2氨汽提塔；3回流罐；4、5重沸器；6、7换热器；8冷凝冷却器汽提部分:自装置外来的酸性水混合后进入酸性水脱气罐，在低压控制下脱除水中含烃 及 H2S 油气，含 H2S 油气排至系统火炬气柜进行回收；脱气脱油后的酸性水经 液位调节控制后，经脱气罐底泵送入酸性水罐进行沉降脱油。酸性水脱气罐底的酸性水由脱气罐底泵送入酸性水储罐，在此长时间静置以 隔去水中大部分油，罐顶设安全水封罐和尾气脱硫系统，正常情况下酸性水贮罐 中继续脱出的含 H2S 气体经尾气脱硫系统中装有的尾气脱臭剂脱除 H2S 后,排至

11、 大气。已静置除油后的酸性水经除油泵升压送至除油器进一步除油，除油后的酸 性水经酸洗水泵分为冷进料和热进料两股进入汽提塔。其中，冷进料经过原料水 冷却器后，温度降至40C，在经由流量调节控制后进入汽提塔顶部；热进料经 由流量调节控制后与原料水-氨气凝液换热器、富氨气-原料水换热器及原料水- 净化水换热器换热至150C进入汽提塔第四十四层塔板。酸性水在汽提塔中自上而下流动，由汽提塔底重沸器汽提后， H2S 和 NH3 组份自酸性水中逸出，由下而上从塔顶分出。塔顶抽出来的酸性气经酸性气分液 罐去下游装置处理。塔侧第二十五层塔板上抽出的富氨气经过富氨气-原料水换热器、富氨气一 级分液罐、富氨气二级冷

12、凝器、富氨气二级分液罐、富氨气三级冷凝器及富氨气 三级分液罐将温度降至38C后进入氨精制部分。塔底液体经重沸器加热后返回汽提塔，气体在塔内参与传质，液体作为净化 水经原料水-净化水换热器换热到130C左右，返回上游装置回用，或经空冷冷却 至50C送至污水处理厂集中处理。l.OMPa汽提蒸汽由系统管网来，经流量控制调节后作重沸器的热源。氨精制部分:来自酸性水汽提三级分凝后的粗氨气，进入氨精制塔，氨精制塔温度由液氨 贮罐来的液氨蒸发降温，以维持-100C的操作温度，以脱除氨气中的硫化氢， 含硫氨水间断排入酸性水汽提的原料水罐，塔顶氨气经分液后进入脱硫吸附器进 一步精脱硫，再经氨气过滤罐后进入氨压机。压缩机出口的氨气经氨油分离器分 油，氨冷凝器冷凝后，液氨自流进入液氨贮罐贮存，产品液氨定期用液氨泵送出 装置，或在装置边界处进行装瓶。两台脱硫吸附器采用既可并联使用，也可串联使用的操作方式。当氨精制系统中液氨贮罐出现紧急事故时，液氨可通过紧急泄氨器用生产用 水稀释后，排至酸性水汽提的原料水罐。3.2 主要操作条件表 3.2 主要操作条件序号地点操作条件备注单位数值1汽提塔顶/底压力MPa(g)0.5 0.6温度C4050/1622氨精制塔压力MPa(g)0.140.16温度C073氨压机出口压力MPa(g)1.5温度C150三、 安全与环保氨强吸水能力，对咽喉、眼睛刺激大。