炼油厂各装置产生的酸性水含有大量硫化氢、氨氮及少量酚、环烷酸等成分，酸性水汽提装置是处理该类酸性水的主要手段之一。某原油加工能力为8.0 Mt/a的炼油厂，配有两套酸性水汽提装置，处理能力为2×110 t/h，1号、2号酸性水汽提装置分别按处理非加氢型和加氢型酸性水设计，装置采用单塔加压侧线抽氨工艺，塔顶酸性气送硫磺回收装置，做制硫原料；塔中部抽出的富氨气经精制、压缩、冷却生成液氨，两套酸性水汽提装置合用一套氨精制系统,氨精制塔循环液退至2号酸性水汽提的1号酸性水罐；塔底净化水部分回用作为常减压电脱盐注水，少量回用作为焦化装置作除焦水，其余排至污水处理场。1号汽提塔有49层塔盘，2号汽提塔有56层塔盘，在18,20,22号塔盘设3个抽出口；1号酸性水汽提装置主要处理常减压、1号及2号催化裂化、延迟焦化等装置的酸性水；2号酸性水汽提装置主要处理蜡油加氢、柴油加氢等装置的酸性水。由于非加氢酸性水较加氢酸性水流量大，为平衡两套装置加工负荷，向2号酸性水汽提装置补充部分非加氢型酸性水。

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1　装置存在的问题

1.1　酸性水处理工艺过程

常减压、焦化等非加氢酸性水在集合管汇合后，进1号酸性水汽提脱气罐，蜡油加氢等加氢型酸性水进2号酸性水汽提脱气罐，两种酸性水总线间设跨线平衡生产负荷。两套装置工艺流程相同，脱气后的酸性水进入1号酸性水罐沉降除油，再经酸性水增压泵加压进入酸性水除油器，再进到2号酸性水罐，由进料泵从2号酸性水罐底抽出加压后，分成冷、热两路进料进汽提塔。塔底1.0 MPa蒸汽由重沸器加热；侧线富氨气自塔中部抽出，经三级分凝器逐级降温降压后得到体积分数大于97%的粗氨气，再经高浓度氨水循环洗涤精制、压缩、冷却生成液氨送出装置；侧线抽出三级分凝器排出的冷凝液可返回2号酸性水罐，也可返回至进料泵入口。

1.2　装置结垢严重

2015年12月对两套酸性水汽提装置进行了检修，2016年3月装置又出现结垢堵塞，4月、5月相继被迫停工处理。

发现1号酸性水汽提装置进料泵过滤网和叶轮结垢严重，过滤网孔道大部分堵塞，泵出口管道内垢层厚度超过10 mm；酸性水与净化水换热器、酸性水一侧管束堵塞(图1)，从泵到换热器，垢层厚度逐渐降低，汽提塔填料段结盐，热进料进塔第一层塔盘堵塞(图2)，抽出口以上部位堵塞相对较轻，18号(抽出口)至26号塔盘堵塞严重，靠近塔底部位塔盘堵塞相对较轻。停工发现2号酸性水汽提塔操作过程中塔顶压力未变的情况下，塔底温度由正常162 ℃升至165 ℃，塔底压力由0.55 MPa(G)升至0.58 MPa(G)，热进料最大流量由80 t/h降至65 t/h，塔底液位波动大，侧线系统带液，一级分凝器液满，塔系温度分布梯度紊乱，净化水不合格。

  

图1　热进料/净化水换热器热进料侧Fig.1　Hot feed side of hot feed/purified water heat exchanger

  

图2　热进料进塔第1层塔盘Fig.2　The first tray of the tower for hot feed

结垢原因分析：2号装置处理加氢型酸性水比例较高，液氨精制系统中，氨脱硫精制塔中高硫含氨循环液，退液至1号酸性水罐，大大增加了2号酸性水汽提进塔酸性水中硫化氢、氨氮浓度。高浓度酸性水进入汽提塔，液相中硫化氢首先在汽提塔上段被闪蒸到气相中；氨在水中溶解度大，在汽提塔底高温汽提、塔顶低温吸收双重作用下，氨氮逐步向塔中部汇聚，在塔中部进行氨气抽出；此种工艺过程，在汽提塔中部特别是抽出口下部区域形成高浓度氨聚集区，即在汽提塔侧线抽出口部位形成“氨峰”。塔盘上汽液处于平衡状态，由亨利定律可知，塔内形成“氨峰”部位的塔盘液相中含有高浓度氨，由于溶于水呈酸性的硫化氢在汽提塔上段被去除，液相pH值升高，促使重碳酸盐在碱性条件下分解成碳酸盐，在塔中部形成结垢物。7月再次对减压塔顶各级抽真空器产生的酸性水进行分析，可明确为减压塔顶一、二级抽真空冷却器内漏，冷却介质循环水窜入到酸性水中。

根据模拟计算结果，对三级分凝器操作参数进行调整(表4)，以期达到最小氨氮回流的目的。

  

图3　侧线抽出口第18层塔盘Fig.3　No.18 tray at side line outlet

  

图4　侧线抽出口下方第26层塔盘Fig.4　No.26 tray below the side line exit

1.3　结垢原因分析

案例9：讲“两点间的球面距离”时，可用从日本东京乘飞机到美国纽约，捷径是（），为什么？结合地球仪让学生观察。

对上游装置酸性水采样分析，分析结果见表1。常减压装置减压塔顶酸性水中钙、镁离子含量高，1号及2号催化裂化、焦化装置酸性水含有少量钙、镁离子。

 

表1　进装置酸性水组成分析Table 1　Analysis of sour water composition into device

  

项　目pH值ρ(铁离子)/(mg·L-1)ρ(氯离子)/(mg·L-1)w(Mg)/(μg·g-1)w(Fe)/(μg·g-1)w(Ca)/(μg·g-1)w(Na)/(μg·g-1)w(Ni)/(μg·g-1)焦化90．5423．97500．5450．050．690．51常顶62．79245．2704．080．067．620．07减顶60．76210．8130．880．6945．2853．360．18初顶80．4787．6000．95010．50．091号催化裂化80．314．0300．040．120．050．082号催化裂化90．418．500．130．160．240．200．321号汽提原料水92．3870．319．620．131．9781．760．022号汽提原料水90．5513．200．480．56013．221．071号汽提进塔原料水100．5964．955．560．41．9917．890．092号汽提进塔原料水100．4945．952．320．881．4816．980．92

从1号汽提塔上、下塔盘各采混合垢样送去分析，结果见表2。由表2可知，垢样中钙、镁离子含量较高。

 

表2　1号汽提塔塔盘垢物组成分析Table 2　Composition analysis of scale on trays of No.1 stripper tower　w,%

  

项　目塔上部塔下部C11．619．0N1．560．81Na2O0．0648MgO1．3244．90Al2O30．100．75SiO20．2615．50P2O50．133．73SO30．993．82CaO82．307．84MnO0．150．06Fe2O30．601．63

结垢原因可明确为酸性水中含有的钙、镁离子，在一定条件下形成沉淀结垢[1]，非加氢型装置酸性水pH值在6～9(表1)，其碱度主要以形式存在，与酸性水中的钙、镁离子形成稳定的重碳酸盐Ca(HCO3)2，Mg(HCO3)2，这种重碳酸盐可稳定存在水中，在液相pH值发生变化时，形成碳酸钙、碳酸镁沉积物。1号装置侧线抽氨系统，“高温分水，低温固硫”排出的分凝液含有高浓度氨，碱性较高，与酸性水混合后，使进塔酸性水pH值升高，促进了重碳酸盐在碱性条件下分解，生成的碳酸钙、碳酸镁逐步沉积在泵、管线、换热器内表面，形成坚硬的垢层。

利用Aspen软件对侧线三级分凝器，在不同操作条件下产生的分凝液回流量及氨氮浓度进行模拟计算。

2　解决措施

从结垢机理分析，装置结垢有两个条件，一个是酸性水中含有钙、镁离子，另一个是进塔酸性水pH值升高到钙、镁离子析出的数值。引起进塔酸性水pH值变化的因素有两个：一个是侧线抽氨系统排出的高氨分凝液返回到进料泵入口与原料酸性水混合，另一个是加氢与非加氢型酸性水中，溶于水后呈酸性的H2S与溶于水后呈碱性的NH3相对含量的差异。

 

表3　酸性水及进塔酸性水组成分析Table 3　Composition analysis of sour water and sour water into the tower

  

项　目1号酸性水汽提装置进装置原料水进塔原料水2号酸性水汽提装置进装置原料水进塔原料水ρ(氨氮)/(mg·L-1)12484950594815467ρ(S2-)/(mg·L-1)73085088279658pH值7．910．47．29．5

表3数据为2015-12-01至2016-01-31平均值。

2.1　降低侧线回流氨氮量

相比1号装置，2号酸性水汽提装置结垢程度较轻、结垢部位主要集中在侧线抽出口以下的10层塔盘，且进料泵出入口、热进料换热器结盐不明显，主要原因是1号装置90 t/h进料量全部为非加氢型酸性水；2号装置85 t/h进料中，加氢型酸性水约60 t/h，非加氢型酸性水约25 t/h，加氢型酸性水硫化氢含量较高(表3)，与三级分凝液混合后的进塔酸性水pH值相对1号装置较低，进塔酸性水pH值变化，尚不足以使重碳酸盐在碱性条件下分解成碳酸盐，在进料泵出入口形成结垢物。

初始条件：侧线抽出量1 000 kg/h，粗氨气水蒸汽体积分数82%，氨气体积分数18%，温度153 ℃，压力0.51 MPa。

自2009年开始，财政部、水利部在继续组织开展面上小型农田水利建设的同时，决定启动小型农田水利重点县建设工作，年投入超过50亿元。全国各地以小农水重点县建设为平台，开展高标准农田水利工程建设。调研发现，由于地域差异，各地区高标准农田水利基本建设发展状况参差不齐，既有共性的问题，也有典型的值得相互借鉴的成功经验。

 

表4　调整前后三级分凝器操作条件Table 4　Operating conditions of three-stage clogger before and after adjustment

  

项　目压力/MPa温度/℃原执行操作条件　一级分凝器V27070．42130　二级分凝器V27080．3885　三级分凝器V27090．2835改变后操作条件　一级分凝器V27070．37130　二级分凝器V27080．3385　三级分凝器V27090．2338

2.2　不同类型酸性水分流处理

把H2S浓度较高的蜡油加氢酸性水25 t/h，引至1号酸性水汽提处理，增加2号酸性水汽提处理非加氢型酸性水量。两种类型的酸性水分流处理后，1号装置90 t/h进料量中，加氢型酸性水25 t/h，非加氢型酸性水65 t/h；2号装置85 t/h进料中，加氢型酸性水约35 t/h，非加氢型酸性水约50 t/h。

2016年4月，1号装置检修开工后，同步实施以上两种调整措施，对原料酸性水、进塔酸性水跟踪分析，结果如表5所示。

3　调整效果

3.1　1号酸性水汽提装置

河南住宅地产去库存的现实困境与解决对策 ………………………………………………………………………… 张 扬（2/33）

 

表5　1号酸性水汽提装置物料分析Table 5　Material analysis of No.1 sour water stripping device

  

项　目进装置原料水进塔原料水ρ(氨氮)/(mg·L-1)13465242ρ(S2-)/(mg·L-1)846988pH值7．69．5

分析结果表明，尽管因酸性水浓度变化等多种因素影响，进塔酸性水中氨氮浓度变化不大，但硫化氢质量浓度由最初的846 mg/L上升到988 mg/L，pH值由原来的10.4下降到9.5(表3和表5对比)，进塔原料水pH值发生了改变。调整期间，加强了对进塔酸性水泵维护，对进料泵检修情况、检修原因、结盐程度跟踪分析，至2016年11月，装置运行7个月，未出现明显结盐迹象，堵塞问题得到有效解决。

3.2　2号酸性水汽提装置

2号装置2016年5月第二次检修开工，运行65 d后，再次出现汽提塔中部堵塞，塔系温度分布异常，7月装置再次停工。汽提塔打开检查发现(注：从18号塔盘侧线抽出)第22号至32号塔盘堵塞最为严重，部分降液管被堵塞一半，溢流堰基本堵死，塔盘上污泥厚度5～8 cm；侧线抽出口18号塔盘以上，包括填料段部位无堵塞，32号塔盘向下堵塞情况明显减缓，垢样表面一层黄色硬垢，下部为黑色稀泥状垢。 塔盘混合垢样分析表明，垢样中镁、钙离子含量较高，说明结垢物仍然是以钙、镁离子结盐为主，同时测得硅含量较高，说明上游装置有循环水窜入到酸性水中。

汽提塔填料部位无结盐，侧线抽出口以上塔盘堵塞较轻，侧线抽出口(图3)及以下塔盘堵塞严重(图4)，靠近塔底位置塔盘堵塞较轻；冷、热进料换热器、净化水出塔换热器有轻微堵塞。

解决措施：根据常减压电脱盐能力富余现状，增加流程，把减顶酸性水改至电脱盐注水，从根本上消除了进酸性水汽提装置原料中，钙、镁离子高，导致装置结垢的诱因。2016年11月减顶酸性水改出装置后，装置运行至2017年9月再未出现结垢现象。

4　结论及建议

(1)酸性水中钙、镁离子是酸性水汽提装置结垢根源，合适的液相pH值环境为结垢物析出创造了条件，改变溶液pH值环境，只能减缓但不能消除设备结垢。

对汾河流域节水灌溉发展水平的准确评价，是正确认识汾河流域节水灌溉发展水平、推动本区域节水灌溉发展的基础，是制定区域节水政策、方案和措施的科学依据。近年来，节水灌溉发展水平综合评价已经由最初的定性描述分析或定量数据比较发展到定性与定量相结合[1]，由依靠主要指标构建简单的评价体系发展到利用多指标或多目标构建综合评价体系。

(2)采取降低侧线回流液氨浓度、加氢、非加氢型酸性水分流处理等措施，仅能减缓1号装置碳酸盐结垢倾向。相比1号装置，由于2号汽提塔进料中硫化氢、氨氮浓度高，在侧线抽出口附近液相中氨氮浓度更高，液相pH值环境满足了结垢物析出条件，致使重碳酸盐分解成碳酸盐沉积。

(3)单塔加压侧线抽氨酸性水汽提装置，回流冷凝液中CO2可能对设备结垢有潜在影响。

参考文献

[1] 汤杰国,黄占修.酸性水汽提装置设备结垢原因分析及处理[J].河南化工,2014，31(7):43-45.

第8段里endless procession of women，endless一词的使用给读者留下深刻的印象，可以想象,他经历的女性的确不少。这些女性如同行军般一个接一个出现在他生命里。