酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法与流程

1.本发明涉及一种酸性水汽提装置汽提方法。


背景技术：

2.酸性水汽提装置的目的是将各工艺装置排出的含硫污水去除h2s、nh3等污染物质，同时脱除污水中的轻烃、污油等物质，以减少对空气及水质的影响，使排放污水得到净化，达到国家规定的排放标准。
3.现有酸性水汽提装置的流程中进装置酸性水与塔底净化水进行换热，设置4台管壳式换热器，采用两两重叠串联流程，酸性水换热后进入汽提塔(1)进行处理，汽提塔(1)底用蒸汽进行汽提，塔顶酸性气用塔顶空冷器降温后在回流罐(6)中进行气液两相分离。
4.塔顶酸性气组成中h2s含量约42％(mol)，nh3含量约31％(mol)，塔顶采用空冷器将酸性气冷却为90℃后进行气液相分离。由于塔顶酸性气中h2s和nh3含量浓度很高，且为气液两相流，国内外汽提装置普遍存在塔顶空冷器管束泄露的情况。即使空冷管束材质选用316l不锈钢，也存在管束使用一年左右被腐蚀减薄导致泄露的情况。
5.单塔低压汽提装置塔顶酸性气含有腐蚀性介质，在空冷器冷却过程中为两相流，存在相变过程，因此腐蚀机理非常复杂。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能解决腐蚀严重的问题的酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法。
7.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法，其特征在于该方法涉及汽提塔、酸性水管线、第一换热器、第二换热器、重沸器、回流罐、净化水空冷器、净化水冷却器及净化水出装置，前述的汽提塔具有顶部的酸性气管线，下端连接重沸器，底部具有净化水管线，前述的重沸器连接有蒸汽管线，前述的净化水管线与酸性水管线换热后经净化水空冷器和净化水冷却器后流到净化水出装置；前述的第一换热器为管壳式换热器；
8.前述的回流罐具有气相进口、气相出口和液相出口，前述的气相进口与酸性气管线连接，前述的液相出口连接到前述的汽提塔内；
9.前述的酸性水管线先与酸性气管线在第一换热器换热，然后再与净化水管线在第二换热器进行换热，最后进入到汽提塔内；
10.酸性水入口温度为40℃，酸性水经酸性水管线换热后至105℃进入汽提塔，汽提塔中酸性气的出气温度为119℃，酸性气与酸性水换热至90℃后进入到回流罐内。
11.作为优选，所述的第一换热器由两台重叠式换热器组成，该换热器均采用bju型换热器，管程走酸性水，壳程走酸性气。
12.进一步，蒸汽管线经过重沸器后进入到凝结水罐内，该凝结水罐连接有凝结水出装置。
13.作为优选，所述的蒸汽管线中的蒸汽为0.4mpa。
14.作为优选，所述的净化水冷却器采用循环冷水冷却。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于：将原有的空冷器换成管壳式换热器后，可以避免因风机给风不均和管束排布结构问题引起的管束局部过冷，有效降低汽提塔顶系统的nh4hs腐蚀。同时，原有塔顶气的热量用空气冷却，现改为加热酸性水，将塔顶气热量进行了回收，能够降低装置能耗。
附图说明
16.图1为nh4hs结晶沉积曲线图。
17.图2为实施例结构示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
19.现有技术中酸性水汽提装置中的塔顶空冷器容易腐蚀，研究发现nh4hs浓度和流速是影响腐蚀的两个重要因素。
20.汽提塔顶酸性气进入空冷器后，随着温度的降低，气相中的nh3和h2s按式(1)进行反应
[0021][0022]
平衡常数k＝p
nh3
×
p
h2s
，其中p
nh3
和p
h2s
表示nh3和h2s在气相中的平衡分压。
[0023]
图1为k与温度的关系。
[0024]
在空冷过程中，容易形成局部过冷区，导致管束部分位置nh4hs结晶。由于氨盐具有吸湿性，在沉积的管壁处形成高浓度饱和nh4hs水溶液，从而形成垢下腐蚀。腐蚀先按反应(2)进行，而因为饱和nh4hs水溶液的浓度大于35％wt，再按反应(3)进行。
[0025]
fe h2s
→
fes h2ꢀꢀꢀ
(2)
[0026]
fes 6nh4hs
→
fe(nh3)
62
6h2s s
2-ꢀꢀꢀ
(3)
[0027]
nh4hs与fes结合形成氨离子络合物，从而剥离金属表面的保护层，具有极高的腐蚀速率，形成典型的垢下腐蚀。
[0028]
形成局部过冷区的原因主要有：1)由于流体分布不均造成偏流，导致各管束温度差异较大；2)管束存在死角；3)空冷风机给风不均匀；4)由于空冷管束排布结构的原因，底部管束的温度肯定低于上部管束温度。本实施例就此作了改进。
[0029]
如图1所示，本实施例中的酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法涉及汽提塔1、酸性水管线7、第一换热器21、第二换热器22、重沸器3、回流罐6、净化水空冷器4、净化水冷却器5及净化水出装置82.
[0030]
汽提塔1具有顶部的酸性气管线9，下端连接重沸器3，底部具有净化水管线8，重沸器3连接有蒸汽管线，净化水管线8与酸性水管线7换热后经净化水空冷器4和净化水冷却器5后流到净化水出装置82；净化水管线8上设有净水水泵81。
[0031]
第一换热器21为管壳式换热器；本实施例中的净化水冷却器5采用循环冷水冷却。回流罐6具有气相进口、气相出口和液相出口，气相进口与酸性气管线9连接，液相出口连接到汽提塔1内，回流管6的气相出口中含氨酸性气输送至硫磺回收装置62，其余酸性气输送
至酸性气火炬61，液相出口的管路上设有回流泵61。
[0032]
本实施例中的净化水空冷器5由原来的四台增加为两台，这两台可以采用碳钢材质，取消了原有的四台不锈钢材质的塔顶空冷器，节省了开资。
[0033]
酸性水管线7先与酸性气管线9在第一换热器21换热，然后再与净化水管线8在第二换热器22进行换热，最后进入到汽提塔1内；蒸汽管线31经过重沸器3后进入到凝结水罐7内，该凝结水罐7连接有凝结水出装置71，蒸汽管线31中的蒸汽为0.4mpa。
[0034]
酸性水入口温度为40℃，酸性水经酸性水管线7换热后至105℃进入汽提塔1，汽提塔1中酸性气的出气温度为119℃，酸性气与酸性水换热至90℃后进入到回流罐6内。
[0035]
进一步，第一换热器21由两台重叠式换热器组成，该换热器均采用bju型换热器，管程走酸性水，壳程走酸性气，管程和壳程优先采用s31603不锈钢。


技术特征：
1.一种酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法，其特征在于该方法涉及汽提塔(1)、酸性水管线(7)、第一换热器(21)、第二换热器(22)、重沸器(3)、回流罐(6)、净化水空冷器(4)、净化水冷却器(5)及净化水出装置(82)，前述的汽提塔(1)具有顶部的酸性气管线(9)，下端连接重沸器(3)，底部具有净化水管线(8)，前述的重沸器(3)连接有蒸汽管线，前述的净化水管线(8)与酸性水管线(7)换热后经净化水空冷器(4)和净化水冷却器(5)后流到净化水出装置(82)；前述的第一换热器(21)为管壳式换热器；前述的回流罐(6)具有气相进口、气相出口和液相出口，前述的气相进口与酸性气管线(9)连接，前述的液相出口连接到前述的汽提塔(1)内；前述的酸性水管线(7)先与酸性气管线(9)在第一换热器(21)换热，然后再与净化水管线(8)在第二换热器(22)进行换热，最后进入到汽提塔(1)内；酸性水入口温度为40℃，酸性水经酸性水管线(7)换热后至105℃进入汽提塔(1)，汽提塔(1)中酸性气的出气温度为119℃，酸性气与酸性水换热至90℃后进入到回流罐(6)内。2.根据权利要求1所述的酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法，其特征在于所述的第一换热器(21)由两台重叠式换热器组成，该换热器均采用bju型换热器，管程走酸性水，壳程走酸性气。3.根据权利要求1所述的酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法，其特征在于蒸汽管线(31)经过重沸器(3)后进入到凝结水罐(7)内，该凝结水罐(7)连接有凝结水出装置(71)。4.根据权利要求3所述的酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法，其特征在于所述的蒸汽管线(31中的蒸汽为0.4mpa。5.根据权利要求1所述的酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法，其特征在于所述的净化水冷却器(5)采用循环冷水冷却。

技术总结
一种酸性水汽提装置塔顶防腐蚀冷凝方法，其特征在于酸性水管线先与酸性气管线在第一换热器换热，然后再与净化水管线在第二换热器进行换热，最后进入到汽提塔内；酸性水入口温度为40℃，酸性水经酸性水管线换热后至105℃进入汽提塔，汽提塔中酸性气的出气温度为119℃，酸性气与酸性水换热至90℃后进入到回流罐内。与现有技术相比，本发明的优点在于：将原有的空冷器换成管壳式换热器后，可以避免因风机给风不均和管束排布结构问题引起的管束局部过冷，有效降低汽提塔顶系统的NH4HS腐蚀。HS腐蚀。HS腐蚀。


技术研发人员：钱慧琴 黄卫存 董浩峰 戚元庆 朱元彪 杨相益
受保护的技术使用者：镇海石化工程股份有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/1/21