谷伟,朱健,赵月东,陈慧聪
(兖矿鲁南化工有限公司,山东 滕州277527)
[摘 要] 兖矿鲁南化工有限公司二期醋酸装置原始设计产能为300 kt/a,历经几次优化改造后,系统产能扩大至450 kt/a,但扩产后其低压尾气吸收塔(填料塔)处理气量超过800 m3/h时会出现拦液现象,拦液现象严重时甚至造成过量碘随尾气通过火炬排放的事故(火炬跑碘事故)。2017年醋酸装置产能计划由450 kt/a提升至600 kt/a,亟需对低压尾气吸收塔实施改造。经核算吸收塔的泛点气速及分析吸收塔内件方面的瓶颈问题后,对吸收塔内件(分布器、再分布器、分布器升气管)实施了改造。改造后,吸收塔尾气处理能力提高至1 500 m3/h,完全满足系统扩产后尾气处理需求,并可有效避免环保事故的发生。
[关键词] 醋酸装置;低压尾气吸收塔;拦液现象;原因分析;泛点气速;分布器;再分布器;优化改造
[中图分类号] TQ225.12+2[文献标志码] B[文章编号] 1004-9932(2019)06-0043-03
兖矿鲁南化工有限公司二期醋酸装置原始设计产能为300 kt/a,历经几次优化改造后,系统产能扩大至450 kt/a。系统配套的低压尾气吸收塔(简称吸收塔)处理能力为800 m3/h,采用DN38金属矩鞍环填料,系统扩能至450 kt/a后,处理气量超过800 m3/h时,吸收塔会出现拦液现象,影响吸收塔的吸收效果,拦液现象严重时,尾气中碘吸收不充分,会造成过量碘随尾气通过火炬排放的事故(简称“火炬跑碘事故”)。2017年醋酸装置产能计划由450 kt/a提升至600 kt/a,吸收塔处理能力更是不能满足需求,为保证吸收塔对放空尾气的吸收效果,避免火炬跑碘事故发生,亟需对吸收塔实施改造。
1 吸收塔概况
1.1 吸收塔构造
吸收塔由3段筒体和2个封头组成(如图1),其筒体自上而下分别命名为第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ筒体,分布器和再分布器均安装于第Ⅰ筒体中。分布器和再分布器之间,填料限位板(填料限位板安装于乱堆填料之上,其作用是防止上升的尾气将填料夹带到塔的上部空间)之下、鞍型填料限位板(鞍型填料限位板设置于乱堆填料之下,其作用是承载填料,强度较大,鞍型方向与尾气上升方向一致)之上装有DN38金属矩鞍环填料;类似的,在第Ⅱ筒体内,填料限位板之下、鞍型填料限位板之上也装有DN38金属矩鞍环填料,2层填料共5 m3。吸收塔本体及填料材质均为316L。
1.2 吸收塔设计参数(表1)
1.3 吸收塔管口布置情况
吸收塔管口布置情况见表2(对应图1)。
N1为待吸收尾气(尾气的主要成分为碘甲烷、CO、醋酸等)入口,N2为纯度较高的醋酸进口,N3为尾气出口,N4为吸收碘甲烷后的醋酸溶液出口。纯度较高的醋酸由泵打入N2口,经N2口内接短管喷淋至分布器上,在重力作用下醋酸向下流动,在第Ⅰ筒体和第Ⅱ筒体中与上升的含碘甲烷的尾气充分接触,吸收了尾气中碘甲烷的醋酸溶液经N4口排出;上升的尾气被醋酸充分吸收,不能被吸收的CO等气体向上经N3口排出吸收塔,送至火炬系统焚烧处理。
2 吸收塔处理能力受限的原因
2.1 吸收塔泛点气速(uF)核算
吸收塔相关参数:液相负荷L=4 m3/h,气相负荷G=1 200 m3/h(标态)=753.53 m3/h(工况);气相密度ρg=2.4 kg/m3,液相密度ρL=1 040.5 kg/m3,液相粘度μL=1.094 cP;金属矩鞍环规格DN38,吸收塔内径800 mm。
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