碱液系统液泛原因探讨及处理措施

靳文芳，赵万杰，王 勇

（河南能源化工集团中原大化公司，河南濮阳 457004）

碱液系统液泛原因探讨及处理措施

靳文芳，赵万杰，王 勇

（河南能源化工集团中原大化公司，河南濮阳 457004）

分析碱液脏起泡液泛的原因，提出了解决方法并实施，解决了问题，为碱液系统的安全稳定运行提供保障。

碱液；起泡；过滤；滤袋；措施

我公司合成氨厂是80年代我国采用UNDEAWV技术的国内唯一大型氨厂。它以天然气为原料日产合成氨1 000 t，其生产流程仍然采用高、低温变换串甲烷化的流程，二氧化碳脱除采用的是改良苯菲尔法，主流程为两段吸收、带四级喷射器及蒸汽压缩机的一段再生，主吸收剂为K2CO3溶液，并通过向系统中添加V2O5在碳钢表面形成钝化膜进行防腐。

1 碱液系统液泛过程

2013年4月17日，操作人员发现吸收塔出口CO＋CO2从0．1%逐渐上升到0．25%，吸收塔压差从0．02 MPa快速上升到0．044 MPa。吸收塔出口分离器导淋排出大量的碱液且甲烷化炉床层温度从320℃迅速下降到260℃。为保证甲烷化炉及后系统的安全，采取了紧急停车处理措施。

开车正常后发现甲烷化系统的压差从0．07 MPa上升到0．2 MPa，说明碱液带入了甲烷化系统。从这次事故分析来看是吸收塔液泛引起的，而碱液脏起泡是其主要原因。

2 碱液脏原因分析

（1）碱液设备系统的腐蚀产物引起发泡。从2012年以来脱碳溶液运行质量愈趋恶化，碱液中铁离子含量分析远超过100 mg／L。从过滤出来的杂质组分分析来看，含有Ni、Cr、Fe、Cu、单质C，Fe占有45%。这不仅说明了整个碱液系统的腐蚀比较严重，也说明前工段工艺气带来的催化剂粉尘是污染碱液的另一个因素。

（2）在新加弛放气换热器内析炭形成的炭微粒，随着气体进入碱液系统，增加了碱液中有机物的含量，从分析的数据（表1）印证了这一判断。

表1 过滤杂质分析统计表

（3）由于碱液脏，为了提高碱液再生度，被迫提高工艺气温度，这样就造成了带入吸收塔的工艺冷凝液增加，经过计算约有2 t／h。工艺冷凝液中含有大量的甲醇、甲酸等有机物，这也一定程度污染了碱液。

（4）随着前系统工艺气进入的烃类、醇类、油类等。

（5）碱液系统加入的活化剂二乙醇胺（DEA）在一定条件下会发生氧化降解和高温降解，DEA与CO2在一定温度下可以反应生成唑烷酮类和羟乙基哌嗪类化合物。这些降解物质都是以油类形式存在，大修停车期间碱液贮槽上层漂浮一层油类物质也证明了这一点。

（6）在系统引甲醇弛放气期间，工艺气甲醇含量增加。工艺冷凝液中甲醇含量从正常的350 ×10－6上升到4 000×10－6，说明有大量气体甲醇在碱液吸收过程中溶入到碱液中。

3 采取的措施

为了维持整个碱液系统的安全稳定运行，我们采取了以下措施。

3.1 日常维护

（1）为提高碱液中杂质在地下储槽的沉降效果，定期清理地下储槽。

（2）定期对过滤器中的活性炭反冲或者更换，提高过滤效果。

（3）退液6 t左右到大储槽沉淀5～6 h后再打回系统。

（4）加空气位置改至再生塔。保持小流量，配少量氮气，保持五价钒不下降就可以了。这样就控制了加入空气量，防止加入过量造成管道腐蚀和二乙醇胺的氧化降解。

（5）总钾控制在28%～30%，防止因总钾过高对管道腐蚀及过低影响吸收效果。上塔贫液流量稳定在160～170 m3／h，下塔半贫液控制在630～650 m3／h，防止贫液与半贫液比例失衡造成再生度下降。

（6）消泡剂加入谨慎，由氨厂工艺组调控，班组禁止随意加消泡剂。按系统溶液240 m3计算，消泡剂浓度小于5×10－6，控制每次加入量小于1 000 ml。

（7）再生塔回水阀保持4～6扣开度，当成排污用。

3.2 新加措施

自制一套过滤装置，其大小约为9 m3，分为两室，一室占总体积的五分之四，其下部铺设活性炭，在上部用一根导管分为八个分管，并在分管的出口用滤孔为5μm的滤袋过滤。在二室碱液上部放置吸油纸。过滤流程为，碱液从再生塔底部流出，先经过滤袋过滤固体杂质后，再经过活性炭吸附油、有机物等，没有被吸附的油类物质再被吸油纸吸附，这样就形成了一套完整的过滤装置。如图1。

图1 过滤装置示意

滤袋是用不锈钢丝对滤布进行缝补，使其呈袋状。在缝补过程中注意针与针的距离要小，保证滤袋的承压能力，防止碱液从滤袋的贴合处漏出，影响过滤效果。

滤袋使用一段时间后若从底部开线，说明滤袋内部承压，从而造成滤袋开线，这时不得已更换新的滤袋。随着投用时间的延长，系统内可被过滤的杂质减少，滤袋内外的压差减小，这样就可以减少更换滤袋的次数，减少使用数量，降低使用费用。现在更换滤袋的次数已经由初期的每周一次延长到两周一次。

5月20号，滤袋过滤系统投用后碱液分析数据如表2，铁离子含量见图2，泡高见图3。

表2 碱液分析数据

图2 碱液中铁离子含量的变化趋势

从图2可以看出滤袋投用后，溶液Fe离子含量下降明显，现稳定在80 mg／L以下。

图3 碱液泡高和消泡时间变化趋势

从图3可以看出滤袋投用后，溶液消泡时间和泡高同步下降，说明碱液脏得到了逐步改善。

袋式过滤器的投用能够有效改善脱碳系统的过滤效果，降低溶液发泡程度，铁离子含量有明显降低，同时也减轻系统冲刷腐蚀，达到了项目预期目标。

3.3 停车时的处理

我们不仅对碱液进行在线处理还利用停车机会对碱液处理，处理措施如下。

（1）当碱液再生合格后全部退至大贮槽，进行静置沉降，使油状物质上浮，固体杂质下沉。

（2）当碱液退完后，系统上脱盐水启动碱液泵对整个碱液系统进行水洗。

（3）碱液静置一段时间后，专人在大储槽顶部捞油状物质。

（4）控制大贮槽上液高度，使剩余的含有杂质和油污的碱液不加入系统。

4 总 结

通过采取一系列的措施，碱液系统工况明显好转，不再成为威胁合成氨安全稳定生产的因素，但是碱液系统的再生度不够（再生指数偏高），这也影响了吸收塔出口气体的净化度，增加了吨氨的消耗。我们认为这主要是因为碱液已经用了20多年，碱液中含有无法过滤的杂质，引起碱液再生不好，从碱液的颜色就可以判断（现在呈黑酱油色，正常应该淡绿色）。要想彻底解决碱液问题只有全部更换，但是废碱液的安全、环保处理这个问题也摆在我们的面前，我们还要对这些问题继续探讨并加以解决。

Discussion of Causes of Flooding Phenomenon in Liquid Alkali System and Treatment

JIN Wen-fang,ZHAO Wan-jie,WANG Yong
（Zhongyuan Dahua Branch of Hennan Energy＆Chemical Group，Puyang Henan 457004，China）

Analyze causes of liquid alkali system being dirty，bubble and flooding．Propose solutions and revamped the system．After problems are solved，system safe operation is guaranteed．

liquid alkali system；bubble；filter；filter bag；treatment

TQ113．26＋4．3

B

1003-6490（2014）01-0039-02

2013-10-12

靳文芳（1987－），女，河南林州人，助工，现在中原大化合成氨厂从事生产管理工作。