李帅，王育玺，曹峰，段炯，黄浩
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］伊犁新天煤化工有限责任公司鲁奇碎煤加压气化装置气化废水预处理设有煤气水分离系统和酚氨回收系统。日常运行过程中，酚氨回收系统经常出现萃取温度急剧升高的问题，致使系统萃取效率急剧降低，醚回收单元严重超压，现场大量二异丙基醚被呼吸阀呼出，造成可燃/有毒气体报警仪大面积报警，严重影响系统的安全稳定运行。经分析与探讨，认为主要是原料酚水携带油尘/焦渣/沥青等以及冬季脱酸塔再沸器与脱氨塔再沸器加热蒸汽由0.5 MPa蒸汽切至1.5 MPa蒸汽所致。为此，陆续采取了一系列优化改进措施——煤气水分离系统煤气水贮槽底部增设污水泵、煤气水贮槽液位优化控制、增设三相离心机、最终油分离器底部油污予以再次分离等，以及酚氨回收系统脱氨水冷却器碱洗、增设二异丙基醚回收罐、水塔塔顶采出流程优化、预萃取单元及萃取塔优化改进等，有效控制了萃取温度异常升高频次，保证了酚氨回收系统的安全稳定运行，带来了较好的经济效益与环保效益。
［关键词］鲁奇碎煤加压气化装置；酚氨回收系统；萃取温度急剧升高；原因分析；原料酚水携带油尘/焦渣/沥青；加热蒸汽切换；优化改进
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0017-04
0 引 言
伊犁新天煤化工有限责任公司（简称新天煤化）20×108 m3/a煤制天然气项目于2017年3月投产，总体运行情况较好。其气化装置设有22台鲁奇碎煤加压气化炉（赛鼎工程有限公司设计研发，正常生产中气化炉十八开两备两维修），操作压力为4.0 MPa。其气化废水预处理设有煤气水分离系统（6个系列，六开无备）和酚氨回收系统（3个系列，三开无备），煤气水分离系统产品煤气水经除油后，进入酚氨回收系统脱酸单元、脱氨单元，采用加压汽提法脱除废水中溶解的CO2、H2S、NH3等，脱氨水经换热器冷却至40～50 ℃进入萃取单元；萃取单元加入二异丙基醚脱除废水中的酚类物质，合格的稀酚水经溶剂回收单元汽提处理后送污水处理系统[1]，二异丙基醚则经醚回收单元回收后循环利用；萃取单元各设备呼吸气混合后进入呼吸气冷凝器，冷凝下来的二异丙基醚进入溶剂循环槽循环利用，不凝气则通过呼吸气冷凝器之呼吸阀排至大气。
我国煤制天然气项目气化装置多采用鲁奇碎煤加压气化工艺，其气化废水处理技术已非常成熟。日常运行过程中，新天煤化酚氨回收系统经常因萃取温度急剧升高而导致各工艺指标严重偏离设计值，稀酚水颜色异常、COD和总酚含量严重超标，且副产品混合酚油尘含量超标，醚呼吸系统超压，大量二异丙基醚从呼吸阀处呼出，现场可燃/有毒气体报警仪大面积报警，严重影响系统的安全稳定运行。通过对酚氨回收系统多次萃取温度异常升高情况的分析，新天煤化陆续采取一系列优化改进措施后，有效控制了萃取温度异常升高频次，提高了稀酚水外送合格率，降低了二异丙基醚消耗，提升了副产品品质，保证了酚氨回收系统的安全稳定运行。以下对有关情况作一介绍。
1 萃取温度急剧升高典型事件
2020年1月4日，装置运行过程中酚氨回收系统萃取温度突然在30 min内由45 ℃升至65 ℃，因没有备用的脱氨水冷却器（脱氨水冷却器设计为三开无备，实际上为两开一检修，检修内容主要是用蒸汽将管程中的油尘、沥青、焦渣等物质加热吹出），班长指挥中控（人员）通过降负荷维持系统运行（系统负荷大致由100%逐步降至60%）；10 min后，中控反映萃取温度已升至72 ℃，且随后发现酚氨回收系统萃取单元各设备温度持续涨至68 ℃，此时1#萃取物槽、2#萃取物槽、溶剂循环槽、油水分离器压力急剧上涨，均达到仪表最大示值（40 kPa），与呼吸气冷凝器相连的酚塔塔顶压力最高达到110 kPa，由此可判断萃取单元各设备压力已达100 kPa左右；随即1#萃取物槽、2#萃取物槽、溶剂循环槽、油水分离器液位不断降低，中控通过补充二异丙基醚与调整萃取塔、油水分离器DCS界面无法维持1#萃取物槽、2#萃取物槽、溶剂循环槽液位平稳；现场操作员汇报，呼吸气冷凝器呼吸阀冒出大量醚蒸气，现场可燃/有毒气体报警仪大面积报警；随后萃取单元各设备出现异常状况，水塔、酚塔各工艺指标严重偏离正常值，稀酚水颜色异常发黑、水质偏离工艺指标；将稀酚水切至煤气水大罐，随后中控将系统负荷迅速降至50%，萃取温度降至60 ℃后系统工况逐渐恢复正常。
2 原因分析
现场对异常工况时留存的脱氨水、原料煤气水进行化验分析，脱氨水COD为37 000 mg/L、原料煤气水COD为23 000 mg/L，正常情况下原料煤气水在经过脱酸脱氨后其COD应小于原料煤气水之COD，此种异常现象表明可能是设备内长期积存的杂质达到一定量或工艺条件发生变化时从设备内带出了。对稀酚水和混合酚进行取样分析，稀酚水COD 为11 000 mg/L，混合酚中酚含量为45%、油含量为13%；观察稀酚水样品，有明显的油类物质及黑色颗粒物，对稀酚水进行蒸馏（脱水）后，烧杯内残留大量的焦渣和油类物质；混合酚样品静置8 h后，量筒下部固体颗粒约占量筒体积的1/5。系统停车期间脱氨水冷却器、脱氨塔再沸器检修时发现，其内部积存有大量油尘等物质，但内部构件均正常、无水垢。综上，本次萃取温度突然升高事件是油尘、沥青、焦渣等物质从设备内带出所致。
本次萃取温度突然升高前1 h，接到生产调度指令，因冬季副产0.5 MPa蒸汽较少，为平衡全厂蒸汽用量，脱酸塔再沸器、脱氨塔再沸器需由0.5 MPa蒸汽切至1.5 MPa蒸汽，于是进行了蒸汽切换操作。酚氨回收系统脱酸塔再沸器、脱氨塔再沸器采用固定管板式换热器，立式安装，管程酚水从底部进入，壳程加热蒸汽由顶部进入、壳程底部外排冷凝液。脱酸塔再沸器、脱氨塔再沸器采用0.5 MPa蒸汽加热时，加热蒸汽温度为158 ℃，其冷凝液温度在150 ℃左右，管程内酚水中少量的油尘、沥青、焦渣就沉积在管程底部，会堵塞或附着于管束表面；当脱酸塔再沸器、脱氨塔再沸器切换为1.5 MPa蒸汽时，加热蒸汽温度为199～201 ℃，其冷凝液温度为165～175 ℃，管程温度的升高使得管束表面和管程底部沉积的油尘、焦渣和沥青被融化带出，继而被带至脱氨水冷却器。脱氨水中油尘、焦渣、沥青等物质与水的比热容不同，影响脱氨水与循环水的换热效率，脱氨水冷却器换热效果急剧下降，脱氨水温度急剧升高，导致短时间内萃取温度急剧升至70～80 ℃。简言之，脱酸塔再沸器、脱氨塔再沸器热源由0.5 MPa蒸汽切至1.5 MPa蒸汽是脱氨水冷却器换热效果突然变差的主要原因之一。
此阶段脱氨水进入萃取单元后，萃取单元温度超过二异丙基醚的沸点（68.5 ℃），1#萃取物槽、2#萃取物槽、溶剂循环槽、萃取塔、油水分离器内的二异丙基醚汽化进入醚呼吸系统，造成呼吸气系统压力高，最后通过呼吸阀呼出系统；二异丙基醚的大量呼出使得萃取单元、预萃取单元内二异丙基醚量急剧减少，萃取效率大大降低，这是稀酚水切水事件（稀酚水由外送污水处理系统切至煤气水分离系统）的主要原因。其次，大量油尘、沥青、焦渣进入到油水分离器、萃取塔内，致使界面计（界面计为检测萃取物与酚水之间分界处高度的仪表，正常情况下油水分离器内上部为萃取相、下部为萃余相，但在系统带油的情况下其中间界面会积存大量油尘）故障、失准，油尘和水溢流至2#萃取物槽后继而进入酚塔，酚塔中的水分被蒸出造成系统超压。现场呼吸阀呼出大量二异丙基醚，造成可燃/有毒气体报警仪大面积报警，带来极大安全隐患的同时二异丙基醚消耗也增高。
3 原料酚水携带各类杂质的危害
更多内容详见《中氮肥》2026年第2期