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这个问题确实是焦化厂煤气净化单元(gas purification unit)常遇到的痛点。结合现场经验来看,煤气含氨高主要从三个方面影响系统:
1. 洗苯塔(benzene scrubber)传质效率下降
- 氨与洗油(washing oil)中的酚类物质生成铵盐(如酚铵),导致洗油黏度上升(典型情况会从25cP升至40cP以上)
- 实测数据表明,当煤气氨含量超过100mg/Nm时,塔后煤气含苯量(benzene content)可能从1.5g/Nm攀升至3g/Nm以上
- 表面张力变化引发液泛(flooding)风险,某厂曾因氨超标导致塔阻力从1.2kPa突增至3kPa
2. 洗油质量劣化加速
- 铵盐结晶易在换热器管程(tube side)沉积,某案例中换热系数(heat transfer coefficient)从580W/(㎡·K)降至320W/(㎡·K)
- 油水分离时间延长,某厂观测到分离时间从25分钟延长至50分钟
- 再生器(regenerator)负荷增加30%以上,残渣量(residue)增加明显
3. 系统腐蚀加剧
- NH3-H2O-CO2体系下,碳钢腐蚀速率(corrosion rate)可达0.5mm/a,304不锈钢在Cl存在时可能出现点蚀(pitting)
处理建议:
1. 前端控制:调整初冷器(primary cooler)出口温度至21-23℃,确保电捕焦油器(ESP)除焦油效率>98%
2. 过程调节:在洗苯塔前增设氨捕集器(ammonia trap),采用1-2%稀硫酸循环喷洒
3. 洗油维护:每8小时检测一次洗油黏度(viscosity),当运动黏度(kinematic viscosity)超过40mm/s(40℃)时启动再生
4. 设备防护:换热器管束(tube bundle)升级为2205双相不锈钢(duplex stainless steel)
某年产60万吨焦炭的案例显示,通过上述措施可将循环洗油更换周期从3个月延长至6个月,粗苯(crude benzene)收率提高0.12%。需要特别注意:当采用HPF法脱硫(desulfurization)时,氨含量波动会联动影响H2S吸收效率,建议建立氨-苯-H2S的三元平衡模型进行动态调控。
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