在大型合成氨裝置中,苯菲爾特工藝廣泛用于脫碳系統(tǒng)。
中海石油化學(xué)股份有限公司富島一期脫碳單元便是采用苯菲爾特工藝,利用熱鉀堿溶液(K2CO3溶液)脫除工藝氣中的CO2,其工藝流程主要分為兩段吸收、兩段再生和四級閃蒸。脫碳溶液的潔凈程度關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全。
2000年—2003年多次發(fā)生送尿素的CO2中H2含量超標(biāo)。2002年檢修后開車期間,吸收塔發(fā)生液泛,造成堿液帶出至甲烷化爐,系統(tǒng)緊急停車。分析原因?yàn)榈妥兏鼡Q催化劑后,吹掃時間不夠,粉塵進(jìn)入脫碳系統(tǒng),污染堿液。2014年大修后開車溶液中Fe2+離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)快速上漲,突破100×10-6廠控指標(biāo),脫碳系統(tǒng)被迫停車重新礬化。
這些都是由于脫碳溶液受到雜質(zhì)污染導(dǎo)致的,所以使用天津津騰溶劑過濾器保持脫碳溶液的潔凈尤為重要。堿液中雜質(zhì)含量高到一定程度時,脫碳溶液會發(fā)生起泡,吸收塔和再生塔兩塔差壓異常升高,脫碳系統(tǒng)出現(xiàn)波動,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至超標(biāo)。
溶液中雜質(zhì)主要包括有機(jī)物和無機(jī)物兩大類。有機(jī)物主要來源于低變及前系統(tǒng)催化反應(yīng)副產(chǎn)物甲醇、甲醛、甲酸,以及活化劑DEA、消泡劑的降解物等;無機(jī)物主要有前系統(tǒng)的催化劑粉塵、耐火襯里粉末、活性炭粉塵、鐵銹、V2O5的沉降物、高變催化反應(yīng)副產(chǎn)物氨等。
另外,配入系統(tǒng)的化學(xué)藥品也有可能帶入一定的雜質(zhì)。雨水通過地漏漫進(jìn)地下槽,脫鹽水自身攜帶的藥品也會帶入雜質(zhì)。
脫碳溶液的潔凈程度決定著工藝質(zhì)量,因此保證溶液的干凈對于整個裝置的穩(wěn)定運(yùn)行及節(jié)能具有非常重要的意義。
富島一期針對脫碳裝置存在的問題依次進(jìn)行技術(shù)改造,特別是首次將天然石英砂和天津津騰溶劑過濾器用于溶液過濾,使得溶液保持較高的潔凈度。富島一期計劃下一步對石英砂的清洗再生進(jìn)行探索,以重復(fù)利用石英砂。