專利名稱：一種處理含硫化氫和氨酸性污水的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域。特別涉及一種處理含硫化氫和氨酸性污水的工藝。
背景技術(shù)：
石油煉制、石油化工等工業(yè)過程往往會產(chǎn)生含有較多硫化氫和氨的酸性污水。如不適時處理將會嚴(yán)重地污染環(huán)境，并使可有效利用的資源流失。目前酸性污水有效的處理方法是采用雙塔汽提或帶側(cè)線的單塔汽提，如美國專利3,335,071和3,404,072公開的是雙塔汽提方法，該方法不僅設(shè)備繁雜，投資高，更重要的是能耗特別高。美國專利3,518,167和中國專利90107237.0各自提出了單塔汽提側(cè)線抽出處理酸性污水的方法，通過汽提塔上部來提純硫化氫，塔的中部來提純氨氣，塔的下部來汽提污水中的硫化氫和氨。這種方法，尤其是中國專利90107237.0較雙塔汽提能耗大大降低，但是實際運行中發(fā)現(xiàn)，塔內(nèi)的氣相負(fù)荷由塔頂至塔底相差明顯。這是因為汽提塔的側(cè)部設(shè)有抽出口，導(dǎo)致塔內(nèi)的氣相負(fù)荷由塔底至塔頂是遞減的，在塔底，氣相負(fù)荷最大，在塔頂，氣相負(fù)荷最小。由于汽提塔的上下部分直徑一樣，因而必須增加塔頂?shù)囊合鄧娏?，以保持塔?nèi)氣液相的接觸，來彌補塔頂氣相負(fù)荷的減小。另外，還發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)側(cè)線抽出口上部的汽相負(fù)荷，僅為塔內(nèi)下部汽相負(fù)荷的40～60重量％以下。這樣塔盤的浮閥的閥孔氣速就會太低，造成閥孔動能因素太小，從而影響塔內(nèi)的分離效果，同時還導(dǎo)致塔側(cè)線抽出口以上的操作溫度不穩(wěn)，影響平穩(wěn)操作，并且還造成回流量增加，蒸汽用量增大，能耗增加，此專利處理污水的最高濃度約為56000ppm。中國專利98114341.5公開了一種帶側(cè)線的單塔汽提處理煉油廠酸性污水的方法，原料污水經(jīng)汽提塔分離，塔頂提取硫化氫，塔底出凈化水，側(cè)線抽出氣氨，汽提塔的塔底至側(cè)線抽出口、側(cè)線抽出口至原料水進(jìn)口、原料水進(jìn)口至塔頂三部分各采取不同的塔徑，其比為1∶0.55～0.7∶0.3～0.4，汽提塔塔底至側(cè)線抽出口、側(cè)線抽出口至原料水進(jìn)口兩部分塔內(nèi)結(jié)構(gòu)采用塔盤，原料水進(jìn)口至塔頂部分塔內(nèi)結(jié)構(gòu)采用填料，使用此方法可以使分離效果改善，能耗進(jìn)一步降低。
但現(xiàn)有的單塔加壓側(cè)線抽出污水汽提工藝對高濃度污水的處理效果不理想，該工藝應(yīng)用于污水中硫化氫和氨總濃度小于50000mg/L的場合，其凈化水可滿足硫化氫濃度不大于50mg/L和氨濃度不大于100mg/L的要求。對國內(nèi)至今已投產(chǎn)的此工藝裝置的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該工藝處理的污水中硫化氫濃度最高為25700mg/L和氨濃度最高為16300mg/L，即硫化氫和氨總濃度最高為42000mg/L。但在加工含硫、含氮量較高的原油時，加氫裂化裝置排放污水中硫化氫、氨的含量大幅度增加，硫化氫和氨總濃度遠(yuǎn)高于42000mg/L。采用現(xiàn)有工藝處理含硫化氫和氨總濃度為50000mg/L的酸性污水時，如含硫化氫濃度32000mg/L，含氨18000mg/L，經(jīng)模擬計算發(fā)現(xiàn)，凈化水可滿足硫化氫濃度不大于20mg/L和氨濃度不大于50mg/L的要求，但由主汽提塔中間塔盤抽出的側(cè)線氣，經(jīng)過三級冷凝冷卻和三級分凝后，得到的粗氨氣中氨濃度僅為74體積％，硫化氫濃度為25體積％。氨濃度達(dá)不到97體積％以上，不能滿足后續(xù)裝置氨精制系統(tǒng)的進(jìn)料要求。由于硫化氫組分有相當(dāng)一部分進(jìn)入粗氨氣中，因此，盡管塔頂酸性氣硫化氫濃度大于97重量％，但塔頂硫化氫的回收率僅為73.7％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種新的單塔加壓側(cè)線抽出污水汽提的工藝，可克服現(xiàn)有技術(shù)對高濃度污水處理效果不理想的缺陷，本發(fā)明能處理硫化氫和氨總濃度大于50000mg/L的酸性污水，使凈化水可滿足硫化氫濃度不大于20mg/L和氨濃度不大于50mg/L的要求，本發(fā)明汽提塔中部抽出的側(cè)線氣，經(jīng)分凝后可得到氨濃度大于97體積％的粗氨氣，塔頂硫化氫回收率大于90％，本發(fā)明同樣可應(yīng)用于處理硫化氫和氨總濃度小于50000mg/L的酸性污水，滿足上述的凈化和回收指標(biāo)。
本發(fā)明所提供的一種新的單塔加壓側(cè)線抽出污水汽提工藝，其技術(shù)方案是含硫化氫和氨的酸性污水與分凝液混合后，進(jìn)入汽提塔，汽提塔包括上部填料段和下部塔盤段，汽提塔頂排出酸性氣至硫磺回收裝置，氨混合氣從汽提塔中部側(cè)線抽出，冷凝分液后去氨精制系統(tǒng)，汽提塔底出凈化水。其特征在于所述酸性污水與分凝液混合后，分成兩路進(jìn)入汽提塔，其中一路為冷原料水，經(jīng)冷進(jìn)料調(diào)節(jié)閥和冷進(jìn)料冷卻器后與汽提塔底來的經(jīng)冷卻和加壓后的凈化水混合后，溫度為5～50℃，作為冷進(jìn)料進(jìn)入汽提塔塔頂?shù)奶盍隙紊喜?；另一路為熱原料水，?jīng)熱進(jìn)料調(diào)節(jié)閥、一級換熱器、一級冷凝冷卻器和二級換熱器，分別與凈化水和側(cè)線氣換熱至130℃～155℃后，作為熱進(jìn)料進(jìn)入汽提塔的第1層塔盤；汽提塔的塔底凈化水分成兩部分，其中占汽提塔底凈化水0～50重量％的一部分在凈化水進(jìn)料調(diào)節(jié)閥控制下，與所述冷原料水混合，剩余部分送至裝置外；從汽提塔中部側(cè)線抽出的含氨混合氣經(jīng)冷凝分液后，粗氨氣出裝置，分凝液如上所述與酸性污水混合。所述冷原料水量與熱原料水量重量之比為0.1～1∶1。
本發(fā)明所述汽提塔上部填料段和下部塔盤段的塔徑之比為0.2～1∶1。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果1)由于本發(fā)明所述工藝處理高含硫化氫和氨酸性污水時，通過汽提塔底出來的凈化水與原料水換熱后，經(jīng)過凈化水空冷器和凈化水冷卻器冷卻后，與冷進(jìn)料混合，在凈化水進(jìn)料調(diào)節(jié)閥的控制下返回汽提塔，這樣進(jìn)入汽提塔的凈化水的流量可以得到控制，因而既可應(yīng)用于酸性污水中硫化氫和氨總濃度小于50000mg/L場合，此時通過凈化水調(diào)節(jié)閥的流量可調(diào)節(jié)為零，又可應(yīng)用于酸性污水中硫化氫和氨總濃度大于50000mg/L(最高可達(dá)125500mg/L)場合，此時可將最高50重量％的凈化水與冷原料水混合，返回汽提塔，從而使其凈化水可滿足硫化氫濃度不大于20mg/L和氨濃度不大于50mg/L的要求。粗氨氣濃度高于97體積％，能滿足后續(xù)氨精制系統(tǒng)的要求，使含硫污水中氨得到回收。汽提塔頂酸性氣硫化氫和二氧化碳總濃度大于97重量％，作為硫磺回收裝置的原料回收硫磺。
2)本發(fā)明所述工藝能耗較低。如應(yīng)用于酸性污水中硫化氫和氨總濃度約為35000mg/L的場合，每噸原料污水的蒸汽消耗量約為180kg；應(yīng)用于含硫污水中硫化氫和氨總濃度約為75300mg/L的場合，每噸原料污水的蒸汽消耗量約為230kg；應(yīng)用于含硫污水中硫化氫和氨總濃度約為125500mg/L的場合，每噸原料污水的蒸汽單耗約為320kg。
3)本發(fā)明工藝可利用現(xiàn)已投產(chǎn)的單塔加壓側(cè)線抽出污水汽提裝置，不改變此裝置中汽提塔的任何結(jié)構(gòu)。它可用于對現(xiàn)已投產(chǎn)的單塔加壓側(cè)線抽出污水汽提裝置進(jìn)行改造，使其能應(yīng)用于含硫污水中硫化氫和氨總濃度大于50000mg/L的場合，改造成本較低。


圖1是本發(fā)明煉油廠處理高含硫化氫和氨酸性水的一種典型工藝原則流程。
圖中1-酸性污水，2-原料水罐，3-原料水泵，4-冷進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，5-熱進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，6-凈化水循環(huán)泵，7-凈化水進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，8-重沸器，9-汽提塔，10-酸性氣，11-一級冷凝冷卻器，12-二級換熱器，13-一級換熱器，14-凈化水罐，15-凈化水泵，16-凈化水管線，17-一級分凝器，18-一級分凝液冷卻器，19-二級冷凝冷卻器，20-二級分凝器，21-二級分凝液冷卻器，22-三級冷凝冷卻器，23-富氨氣氨冷器，24-三級分凝器，25-凈化水空冷器，26-凈化水冷卻器，27-冷進(jìn)料冷卻器，28-粗氨氣管線。
具體實施例方式
如圖1所示，含硫化氫和氨的酸性污水1進(jìn)入原料水罐2，與返回的分凝液混合均勻，經(jīng)原料水泵3加壓后按冷原料水量與熱原料水量重量之比為0.1～1∶1分為兩路進(jìn)入汽提塔9，汽提塔9分為兩段，上部為填料段，下部為塔盤段，塔頂至熱進(jìn)料入口的填料段為吸收段，熱進(jìn)料入口至塔底的塔盤段為汽提段，填料段與塔盤段的塔徑之比為0.2～1∶1，其中一路經(jīng)冷進(jìn)料調(diào)節(jié)閥4、冷進(jìn)料冷卻器27后與塔底來的經(jīng)冷卻和加壓后的凈化水混合后作為冷進(jìn)料進(jìn)入汽提塔9的塔頂填料段上部，進(jìn)塔溫度為5～50℃，另一路經(jīng)熱進(jìn)料調(diào)節(jié)閥5、一級換熱器13、一級冷凝冷卻器11和二級換熱器12，分別與凈化水和側(cè)線氣換熱至130℃～155℃后，作為熱進(jìn)料進(jìn)入汽提塔9的第1層塔盤。汽提塔9的塔底用1.0MPa蒸汽通過重沸器8加熱汽提，塔頂排出酸性氣10至硫磺回收裝置，含氨混合氣從塔中部側(cè)線抽出，塔底凈化水經(jīng)二級換熱器12、一級換熱器13、凈化水空冷器25和凈化水冷卻器26冷卻至5～55℃后分成兩部分，其中占塔底凈化水0～50重量％的一部分經(jīng)凈化水循環(huán)泵6加壓到0.62～2.5MPa，再經(jīng)凈化水進(jìn)料調(diào)節(jié)閥7后，與冷原料水混合，剩余部分進(jìn)入凈化水罐14，經(jīng)凈化水泵15加壓后經(jīng)凈化水管線16送至裝置外，回用于工廠其他裝置，也可直接排至含油污水管網(wǎng)。含氨混合氣由汽提塔9的第15～19層塔盤抽出，經(jīng)過一級冷凝冷卻器11、一級分凝器17、二級冷凝冷卻器19、二級分凝器20、三級冷凝冷卻器22、富氨氣氨冷器23和三級分凝器24后得到濃度高于97體積％的粗氨氣，經(jīng)粗氨氣管線28送至氨精制系統(tǒng)；一級分凝器17和二級分凝器20產(chǎn)生的分凝液分別經(jīng)過一級分凝液冷卻器18和二級分凝液冷卻器21后與三級分凝液合并，返回與含硫化氫和氨的酸性污水混合。
本發(fā)明汽提塔的具體操作方法，側(cè)線抽出的含氨混合氣的冷凝分液方法均為現(xiàn)有技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明圖1所示流程，當(dāng)處理硫化氫和氨總濃度約為35000mg/L的酸性污水時，凈化水調(diào)入冷進(jìn)料的量為零，此時在可滿足凈化水中硫化氫濃度不大于20mg/L和氨濃度不大于50mg/L的條件下，產(chǎn)生的粗氨氣中氨的回收率大于90％，汽提塔頂氣中硫化氫回收率也大于90％，而每噸原料污水的蒸汽消耗量約為180kg。
當(dāng)處理硫化氫和氨總濃度約為75300mg/L的酸性污水時，凈化水調(diào)入冷進(jìn)料的量占汽提塔底總凈化水量17.1重量％，此時在可滿足上述凈化和回收等各項指標(biāo)條件下，每噸原料污水的蒸汽消耗量約為230kg。
當(dāng)處理硫化氫和氨總濃度約為125500mg/L的酸性污水時，凈化水調(diào)入冷進(jìn)料的量占汽提塔底凈化水量43.3重量％，此時在可滿足上述凈化和回收等各項指標(biāo)條件下，每噸原料污水的蒸汽單耗約為320kg。
權(quán)利要求
1.一種處理含硫化氫和氨酸性污水的工藝，含硫化氫和氨的酸性污水與分凝液混合后，進(jìn)入汽提塔，汽提塔包括上部填料段和下部塔盤段，汽提塔頂排出酸性氣至硫磺回收裝置，氨混合氣從汽提塔中部側(cè)線抽出，冷凝分液后去氨精制系統(tǒng)，汽提塔底出凈化水，其特征在于所述酸性污水與分凝液混合后，分成兩路進(jìn)入汽提塔，其中一路為冷原料水，經(jīng)冷進(jìn)料調(diào)節(jié)閥和冷進(jìn)料冷卻器后與汽提塔底來的經(jīng)冷卻和加壓后的凈化水混合后，溫度為5～50℃，作為冷進(jìn)料進(jìn)入汽提塔塔頂?shù)奶盍隙紊喜?；另一路為熱原料水，?jīng)熱進(jìn)料調(diào)節(jié)閥、一級換熱器、一級冷凝冷卻器和二級換熱器，與凈化水和側(cè)線氣換熱至130℃～155℃后，作為熱進(jìn)料進(jìn)入汽提塔的第1層塔盤；汽提塔的塔底凈化水分成兩部分，其中占汽提塔底凈化水0～50重量％的一部分在凈化水進(jìn)料調(diào)節(jié)閥控制下，與所述冷原料水混合，剩余部分送至裝置外；從汽提塔中部側(cè)線抽出的含氨混合氣經(jīng)冷凝分液后，粗氨氣出裝置，分凝液如上所述與酸性污水混合；所述冷原料水量與熱原料水量重量之比為0.1～1∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述汽提塔上部填料段和下部塔盤段的塔徑之比為0.2～1∶1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理含硫化氫和氨酸性污水的工藝。含硫化氫和氨的酸性污水與分凝液混合后，分成兩路進(jìn)入汽提塔，其中一路與汽提塔底來的凈化水混合后進(jìn)入汽提塔頂?shù)奶盍隙紊喜浚硪宦贩謩e與凈化水和側(cè)線氣換熱至130℃～155℃后，進(jìn)入汽提塔的第1層塔盤；汽提塔的塔底凈化水分成兩部分，其中占汽提塔底凈化水0～50重量％的一部分與冷原料水混合，剩余部分送至裝置外；從汽提塔中部側(cè)線抽出的氨混合氣經(jīng)冷凝分液后，粗氨氣出裝置，分凝液如上所述與酸性污水混合。本發(fā)明可用于含硫污水中硫化氫和氨總濃度大于50000mg/L的場合。
文檔編號C02F1/58GK101024526SQ20071005395
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者熊獻(xiàn)金 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司