影响废碱液湿式氧化装置长周期运行的因素.doc

1、影响废碱液湿式氧化装置长周期运行的因素摘 要通过对废碱液湿式氧化装置运行状况的分析，认为黄油含量高造成反应器超温、关键仪表故障、换热器积垢等是影响废碱液湿式氧化装置运行周期的主要因素。针对这些因素，提出改进或解决措施，延长装置运行周期。 关键词废碱液湿式氧化；长周期；黄油含量高；关键仪表故障；换热器积垢 中图分类号：X783 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0010-02 废碱液湿式氧化装置作为大庆石化公司 120 万吨/年乙烯改扩建工程的配套项目，主要作用是处理乙烯碱洗塔排出的废碱液，设计处理能力为 16 万吨/年。装置采用西门子公司废碱液湿式氧化处理工艺，利用

2、空气中的氧作为氧化剂，在一定的反应温度和压力下，将废碱液中的硫化物氧化为硫代硫酸盐、硫酸盐，同时大幅度降低碱液的 COD。 废碱液湿式氧化装置自 2012 年 7 月开工运行以来，装置不断暴露出许多问题，尤其是黄油含量高、关键仪表故障、换热器积垢等问题比较突出。本文针对废碱液湿式氧化装置存在的问题进行分析、探讨，提出相应的应对措施，延长装置的运行周期。 1 废碱液湿式氧化工艺概况 1.1 工艺原理 湿式氧化反应工艺，是利用空气中的氧作为氧化剂，在一定反应温度（100200） ，和保持反应器内水在液相的反应压力下（0.2-3.5MPa） ，把废碱液中的硫化物氧化为硫酸盐及硫代硫酸盐，其主要反应方

3、程式如下。 2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH Na2S2O3+2NaOH+2O22Na2SO4+H2O 1.2 工艺流程 废碱液从废碱液缓冲罐经高压泵加压到反应器进口压力，与压缩机提供的压缩空气混合，形成一股两相的液流。两相的液流经进出料换热器预热后，进入一座直立式的反应器底部。湿式氧化工艺为了保持反应器反应温度，须引入高压蒸汽作额外的热源。两股物流在反应器底部向上流动的同时，形成了气相往上提升的混合物，当气相往上提升与液相混合时，氧气迅速溶入液相产生氧化反应。放热反应提升了反应器的温度来达到工艺的操作温度。 氧化后的液体、气体及残余空气经进出料换热器预热废碱液与空气的混合

4、物后而工艺冷却器降温。冷却后，反应器的氧化物经主压力控制阀减压进入气液分离器，气液分离后，气体去 CPI 尾气处理设施，液相进入废碱液产品缓冲罐。 1.3 工艺指标 1.3.1 原料指标 装置的原料为废碱液和含硫污水，废碱液来源于现有乙烯装置、新建乙烯装置，含硫污水来源于新建汽油加氢装置。 混合后的原料组成见表 1。 1.3.2 操作参数 2 影响装置长周期运行的因素 2.1 废碱液中黄油含量高 废碱液湿式氧化装置自运行以来，多次出现来料废碱液中黄油含量高的问题。虽然装置设有废碱液缓冲罐用于除黄油，但由于乙烯来废碱液中黄油密度大，且有乳化现象，造成除黄油效果不理想，致使黄油进入反应器，引起反应

5、器飞温，造成装置联锁停车。 应对措施： （1）降低反应温度，反应温度由 200降至 190。由于废碱液中的 S2-的氧化相对容易，其去除率随反应温度的升高而升高，反应温度达到 150后，温度的影响趋缓，在反应温度为 180时，S2-的去除率接近 100%1。而废碱液中油份的反应速率随温度的增加而增加。实践证明，通过降低反应温度，在废碱液中油含量略微超标时，可以维持装置的运行，而且反应器出水指标依然能达到设计指标（S2-1mg/l） 。 但是，这一措施具有局限性，当废碱液中黄油含量特别高时，即使S40 蒸气全停，废碱液依靠油份反应放热依然会致使反应器温度逐渐上升，最终触发联锁停车。 （2）废碱液

6、缓冲罐中注洗油。此方法针对废碱液中黄油含量特别高且不易分层的情况。组织废碱液缓冲罐的自循环流程，在废碱液倒罐泵入口注入少量加氢汽油，用加氢汽油溶解废碱液中黄油，然后通过废碱液缓冲罐上的溢油口撇除。此方法对去除废碱液中的黄油特别有效，但是，需消耗加氢汽油，影响收益，只能作为应急处理措施使用。 （3）加强对废碱液来料的监控，废碱液样品异常时，及时联系上游装置调整，控制废碱液质量。 经过使用上述措施，在最近的几次废碱液来料异常状况下，废碱液湿式氧化装置依然稳定运行，没有因为反应器超温而联锁停车，且出水指标合格。但是以上措施并不能根本解决问题，最根本的方法是上游装置减少黄油的产生及采用黄油回收措施2。

7、 2.2 关键仪表故障 废碱装置联锁较多且相互关联，各参与联锁的仪表单点故障最终都有可能导致跳车。装置因压缩风流量 FSLL80303 假指示跳车 2 次（在FSLL80303 联锁摘除期间，流量表 FSLL80303 亦发生多次假指示的状况） ，因 MLDL80401 OOP 引发调节阀 LV80401 关闭，造成分离器液位高高联锁跳车 1 次。 应对措施：（1）加强对关键仪表、控制阀等的定期检查及维护，以降低仪表故障跳车几率；（2）FSLL80303 压缩风流量联锁建议改为 2 取2（FSLL80303 与 FIC80303 流量表现场位置相同） ，以减少装置因仪表假指示跳车几率。 2.3

8、 换热器积垢 工艺冷却器积垢，造成冷却后废碱液温度高，影响装置的长周期运行，装置自 2012 年 7 月运行以来，总计对工艺冷却器高压水清洗三次。通过对采集的垢样进行分析，结果显示垢样中含有较多碳酸钙、碳酸镁。因装置在开停工时或废碱液缓冲罐罐位低时，均引入新鲜水（对新鲜水采样分析，化验结果新鲜水总硬度为 1.5mmol/l） ，新鲜水中的钙、镁离子在高温下与酸根结合，生成碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等析出沉淀，从而形成水垢。 应对措施：（1）合理平衡废碱液缓冲罐罐位，及时调整负荷，尽量不向废碱液缓冲罐中补充新鲜水。 （2）研究论证将开停工以及罐补水所使用的新鲜水改为脱盐水的可行性，从根本上避免水垢的生成，增加换热器的运行周期。 3 结语 通过对影响废碱液湿式氧化装置长周期运行的因素进行分析，找出以上问题出现的原因及应对措施，延长装置的运行周期。 参考文献 1 樊小辉.湿式氧化处理乙烯裂解废碱液.水处理技术，2006（6）.52-54. 2 黄杰.茂名乙烯装置废碱液处理.乙烯工业，2010，22（1）.39-42.