馬紅兵，楊建磊，曹偉麗

（山西永鑫煤焦化有限責(zé)任公司，山西 臨汾 042509）

0 引 言

硫銨是焦化生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的工序，隨著焦?fàn)t大型化的發(fā)展，環(huán)保攻堅(jiān)治理的不斷提升，焦化生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生了微小的變化，生產(chǎn)管理理念應(yīng)當(dāng)緊跟變化，才能實(shí)現(xiàn)焦化企業(yè)化工系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

山西永鑫煤焦化有限責(zé)任公司120萬(wàn)t/a焦化配套化產(chǎn)硫銨工序飽和器，主要承擔(dān)回收氨法脫硫后煤氣中剩余的氨，生產(chǎn)合格的煤氣供粗苯及甲醇系統(tǒng)使用，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中由于多種因素影響，使得硫銨生產(chǎn)檢修及工藝問(wèn)題較多，嚴(yán)重制約系統(tǒng)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。為有效解決生產(chǎn)、檢修中存在的問(wèn)題，生產(chǎn)技術(shù)人員通過(guò)分析制定了相應(yīng)的方案和措施，改善了硫銨的生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀。

1 生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題

（1）飽和器器后含氨指標(biāo)一直相對(duì)偏高；存在氨損失以及制約洗苯操作的問(wèn)題。

（2）飽和器滿(mǎn)溜槽泡沫溢流，主要是在冬季和系統(tǒng)大加酸時(shí)比較嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致硫銨生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較差。

（3）飽和器出口閥門(mén)腐蝕，致使飽和器的出口閥門(mén)內(nèi)漏嚴(yán)重，給硫銨工段的日常檢修造成很大的不便，存在較大的安全隱患。

（4）煤氣預(yù)熱器列管腐蝕和堵塞，導(dǎo)致預(yù)熱器阻力一直偏高，影響煤氣輸送的同時(shí)，還會(huì)造成能耗增加。

（5）碳鋼材質(zhì)滿(mǎn)溜槽腐蝕，頻繁出現(xiàn)槽體漏點(diǎn)，使得生產(chǎn)班組頻繁倒用設(shè)備，不僅增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，也不利于煤氣中氨的回收及晶核的形成和生產(chǎn)。

（6）結(jié)晶槽回流管由于回流不暢，導(dǎo)致回流過(guò)程中偶而出現(xiàn)反液情況。

（7）小母液噴灑效果不佳，導(dǎo)致在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中頻繁出現(xiàn)器后含氨波動(dòng)。

2 生產(chǎn)運(yùn)行分析及管控措施

（1）器后含氨一直保持在100 mg/m3以下，而多數(shù)同行業(yè)焦化器后含氨指標(biāo)控制在30 mg/m3以下，存在一定差距，為此技術(shù)人員從設(shè)計(jì)角度、運(yùn)行控制角度經(jīng)過(guò)多方位的分析，綜合現(xiàn)場(chǎng)員工反映的運(yùn)行狀況，主要是由于噴灑母液含有的結(jié)晶較多，導(dǎo)致吸收效果不佳。經(jīng)查閱設(shè)計(jì)圖紙，將飽和器吸收室至沉降室的降液管距底部位置進(jìn)行調(diào)整，割除了降液管200 mm，促使母液在沉降室分層效果得到改善，增加了母液的吸收推動(dòng)力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，飽和器器后含氨指標(biāo)基本穩(wěn)定在40～50 mg/m3。

（2）滿(mǎn)流槽在日常生產(chǎn)過(guò)程中頻繁出現(xiàn)溢流起泡沫的情況，起泡沫的原因主要是由于煤氣中含有的焦油影響、母液酸濃度控制低影響、外購(gòu)的硫酸為再生硫酸影響、硫酸中含有的砷類(lèi)物質(zhì)影響。但實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)對(duì)各影響因素逐一排查，煤氣中含有焦油量很低一直控制在20 mg/m3以下，且通過(guò)電捕后尚有氨法脫硫運(yùn)行，煤氣中焦油含量難以升高，此因素首先排除；隨著山西永鑫煤焦化有限責(zé)任公司脫硫廢液制酸的運(yùn)行，焦化低品質(zhì)硫酸在硫銨生產(chǎn)過(guò)程中使用，不存在再生酸含雜質(zhì)影響，此因素再次排除；對(duì)于焦化低品質(zhì)硫酸進(jìn)行外檢，檢測(cè)硫酸中含砷指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家硫酸產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中砷的含量要求，又一原因排除；工程技術(shù)人員對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中母液指標(biāo)排查，其一直控制酸度在3%～6%，在硫銨系統(tǒng)大加酸的過(guò)程中酸度相對(duì)較高，達(dá)到18%～20%。符合工藝指標(biāo)控制要求，影響因素再次排除。

通過(guò)與崗位人員多次交流及員工描述，加酸降酸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫從滿(mǎn)溜槽溢出，使得生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要人工勞動(dòng)強(qiáng)度較大。飽和器前的水封退液會(huì)與溢流液體產(chǎn)生泡沫，經(jīng)過(guò)查閱資料和分析，由于煤氣中含有氨氣、二氧化碳，加之硫銨前工序?yàn)榘狈摿蚬ば?，使得生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生碳酸氫銨。而碳酸氫銨水溶液呈現(xiàn)堿性，易揮發(fā)，有強(qiáng)烈的刺激性臭味；其用途可作為氣泡劑，在36℃以上開(kāi)始分解，60℃全部分解。硫銨生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中其煤氣中所帶的碳酸氫銨含量經(jīng)檢測(cè)化驗(yàn)0.442 mol/L，且硫銨母液日?？刂苾H在45～55℃，若攜帶進(jìn)入量大會(huì)在飽和器液面發(fā)生反應(yīng)，而母液從滿(mǎn)流槽溢流攪拌，勢(shì)必將加速其反應(yīng)，而產(chǎn)生大量的泡沫。

同時(shí)組織人員對(duì)硫銨進(jìn)口前的水封進(jìn)行全面排查，發(fā)現(xiàn)硫銨預(yù)熱器下方的退液導(dǎo)淋退液量較大，經(jīng)崗位人員反饋之前比較小，綜合分析兩工序之間聯(lián)系確定是生產(chǎn)調(diào)整影響，生產(chǎn)投產(chǎn)初期前置氨法脫硫中最后一級(jí)脫硫系統(tǒng)由于生產(chǎn)期間塔體阻力較高，致使整個(gè)煤氣輸送系統(tǒng)阻力較大，鼓風(fēng)機(jī)的做功較高，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際被迫將出口煤氣管道捕霧器拆除部分設(shè)備，導(dǎo)致煤氣夾帶有脫硫液，而脫硫液尚未反應(yīng)的對(duì)苯二酚為助催化劑，與煤氣中攜帶的碳酸氫銨共同作用使得滿(mǎn)流槽產(chǎn)生泡沫。

綜上所述，造成滿(mǎn)溜槽溢泡沫主要是由于碳酸氫銨、對(duì)苯二酚等共同作用導(dǎo)致的，為此經(jīng)過(guò)分析從源頭消減控制其中1個(gè)到2個(gè)物質(zhì)的含量，降低其相互作用生成機(jī)理，加大了脫硫出口煤氣導(dǎo)淋排液頻次，由每班1次改為每班4次，有效地減少了煤氣帶液對(duì)硫銨的生產(chǎn)影響；硫銨滿(mǎn)溜槽的泡沫溢流得到了很大的改善。

（3）長(zhǎng)期以來(lái)在利用硫酸回收煤氣中氨生產(chǎn)硫酸銨的過(guò)程中，由于煤氣夾帶的母液長(zhǎng)期腐蝕及閥門(mén)材質(zhì)等影響，致使飽和器的出口閥門(mén)內(nèi)漏嚴(yán)重，給硫銨工段的日常檢修造成很大不便，存在很大安全隱患。為此借鑒甲醇濕式氣柜進(jìn)出口水封設(shè)置特點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)研究和分析，為確保整個(gè)硫銨工序今后檢修的安全及減少煤氣夾帶硫酸液滴的情況，在飽和器的出口增加不銹鋼水封裝置及配套設(shè)施，一方面解決了煤氣帶液對(duì)出口管線(xiàn)腐蝕的影響，另一方面當(dāng)飽和器檢修時(shí)增加一道安全保障措施，更加便于日常檢修。

（4）煤氣列管式預(yù)熱器堵塞和腐蝕是焦化生產(chǎn)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題，一方面堵塞致使預(yù)熱器的阻力高達(dá)2 000 Pa左右，導(dǎo)致煤氣系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力高能耗增加；另一方面硫銨工序腐蝕問(wèn)題由于硫銨預(yù)熱器一般采用碳鋼材質(zhì)，受到濕法氨法脫硫工藝的影響，使得列管極易腐蝕竄漏，也是制約生產(chǎn)運(yùn)行的一個(gè)因素。通過(guò)召開(kāi)工藝運(yùn)行分析會(huì)，將所有可能的影響因素匯總，發(fā)現(xiàn)退液管線(xiàn)中雜質(zhì)含量粘稠極易堵塞退液管道是導(dǎo)致?lián)Q熱器列管堵塞的主要原因，預(yù)熱器阻力在投產(chǎn)一段時(shí)間內(nèi)一直運(yùn)行穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)其主要是由于入爐煤粉碎過(guò)程中，粒度級(jí)偏細(xì)，特別是＜0.2 mm的含量較高，而焦?fàn)t采用高壓氨水無(wú)煙裝煤，使得大量的細(xì)小物質(zhì)隨著煤氣進(jìn)入后續(xù)工序，在煤氣凈化過(guò)程中由于煤氣中的焦油含量很難全部去除，由于細(xì)顆粒物質(zhì)與微量焦油的共同作用導(dǎo)致此管線(xiàn)極易堵塞。根據(jù)裝置及工藝現(xiàn)狀，將預(yù)熱器的列管全部更換為不銹鋼材質(zhì)的換熱管，有效地減少了腐蝕竄漏對(duì)硫銨的影響。同時(shí)加大了前段工序水封排液的檢查及入爐煤細(xì)度指標(biāo)的管控，適當(dāng)?shù)膬?yōu)化高壓氨水壓力控制指標(biāo)，使得換熱器在檢修后1 a多未出現(xiàn)泄漏和阻力高的問(wèn)題。

（5）碳鋼材質(zhì)滿(mǎn)溜槽由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，頻繁的出現(xiàn)漏點(diǎn)，為此結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，借鑒其他裝置經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮使用玻璃鋼滿(mǎn)溜槽代替碳鋼材質(zhì)。改造后的滿(mǎn)溜槽未出現(xiàn)漏點(diǎn)，由于玻璃鋼材質(zhì)不耐濃酸，改造時(shí)充分考慮將加酸管盡可能地靠近內(nèi)筒，減少濃酸腐蝕影響，同時(shí)考慮槽體的穩(wěn)定性，在槽體外增加了加強(qiáng)護(hù)圈。

（6）結(jié)晶槽是硫銨生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，飽和器產(chǎn)生的大量硫銨晶體在此沉降分離，分離后的母液返回飽和器下室。在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的出現(xiàn)堵塞的情況，其主要是由于硫銨母液雜質(zhì)含量高導(dǎo)致攜帶晶體逐步形成，其次由于生產(chǎn)操作過(guò)程中操作和巡檢不及時(shí)，致使結(jié)晶泵上量異常，返回飽和器的母液隨著流量的降低，不能克服管線(xiàn)的阻力，使得硫銨母液中的結(jié)晶在管道內(nèi)形成；崗位處置過(guò)程突然液量增大的，管道內(nèi)由于缺液導(dǎo)致管線(xiàn)內(nèi)進(jìn)入空氣，在回流過(guò)程中可能存在氣阻的情況，導(dǎo)致回流液從另一臺(tái)設(shè)備下液口流出。為此技術(shù)人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看，明確從生產(chǎn)操作入手，一方面加強(qiáng)結(jié)晶泵的巡檢與結(jié)晶槽巡檢時(shí)間上相互配合搭接，一方面對(duì)結(jié)晶槽的操作進(jìn)行規(guī)范，在設(shè)備故障等處理后緩慢控制進(jìn)液量，使得回流液管內(nèi)的空氣逐步排出，避免流量過(guò)大造成影響。

（7）小母液泵噴灑量的大小在一定程度上影響著器后含氨指標(biāo)的大小，通過(guò)查看設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)配備的小母液泵額定流量?jī)H為28 m3/h，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中供4個(gè)小母液噴頭使用，導(dǎo)致噴灑流量低、噴灑壓力小，使得器后含氨指標(biāo)波動(dòng)。而目前焦化硫銨飽和器多采用小母液泵供2個(gè)噴頭，為此在不增加能耗的情況小，車(chē)間內(nèi)將噴灑壓力調(diào)整，由原來(lái)的供給4個(gè)調(diào)整為2個(gè)，在一定程度改善噴灑效果，減少流速降低導(dǎo)致管道設(shè)備堵塞，極大的降低了飽和器器后含氨指標(biāo)波動(dòng)的概率。

3 結(jié) 論

通過(guò)不斷總結(jié)和探索，在精心操作下，硫銨生產(chǎn)區(qū)域從生產(chǎn)指標(biāo)、設(shè)備操作、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等得到了很大的改善和提高，實(shí)現(xiàn)了回收裝置的安全高效穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)建議在今后的生產(chǎn)過(guò)程中注意以下幾點(diǎn)。

（1）隨著焦?fàn)t大型化的不斷發(fā)展，焦化企業(yè)化工生產(chǎn)過(guò)程聯(lián)系愈加緊密，系統(tǒng)指標(biāo)環(huán)環(huán)相扣，工藝指標(biāo)的管控更加嚴(yán)格，如：前置脫硫系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)考慮管控碳酸氫銨的含量；減少輔助催化劑的使用量等。

（2）硫銨作為化工的重要工序之一，從設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)管理各個(gè)環(huán)節(jié)都要超前考慮，如高壓氨水無(wú)煙裝煤后，煤氣中微小塵含量變化；前置氨法脫硫煤氣帶液影響等。

（3）硫銨飽和器預(yù)熱器堵塞問(wèn)題，考慮直接使用母液加熱器代替，降低煤氣系統(tǒng)運(yùn)行阻力。