魏艳娜，秦凯
（新乡中新化工有限责任公司，河南 获嘉453800）
［摘 要］新乡中新化工有限责任公司200 kt/a甲醇装置采用航天粉煤加压气化、耐硫变换（低水气比部分变换）等工艺，2011年投产后整体运行状况良好，但变换系统高氨氮废水的处理一直是困扰系统运行的痛点；2018年5月实施变换冷凝液直接送至硫回收系统尾气洗涤塔用作洗涤水、洗涤废水再送至锅炉烟气氨法脱硫系统脱硫塔用作洗涤液的技改后，又衍生出锅炉烟气氨法脱硫系统诸多运行问题。为此，中新化工首先确定研究内容，然后就变换系统高氨氮废水的深度处理方案开展试验研究，通过试验选择脱氨技术路线、研讨技术关键点，通过对比分析，最终确定采用S型塔板的低压汽提脱氨塔进行废水的深度处理；并介绍低压汽提脱氨系统运行情况及问题解决。中新化工低压汽提脱氨技改项目实施后，解决了煤化工装置变换系统低温冷凝液氨氮含量高而难以合理处理的行业难题，可为业内提供一些参考与借鉴。
［关键词］甲醇装置；变换系统高氨氮废水；深度处理方案；低压汽提工艺；技术关键点；运行情况；问题解决
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）01-0042-05
0 引 言
新乡中新化工有限责任公司（简称中新化工）200 kt/a煤制甲醇装置于2011年投产，整体运行状况良好，主生产系统工艺为航天粉煤加压气化、耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳、甲醇合成、甲醇精馏及克劳斯硫回收等，公用工程包括污水处理系统、循环水系统、脱盐水系统、锅炉系统、空分系统等。其中，变换系统采用低水气比部分变换工艺，且变换废锅副产中低压蒸汽以最大限度地回收系统热能，具有工艺流程简单、能量利用率高、占地面积小、投资少等优点，为新型煤化工装置变换系统普遍采用的工艺，但变换系统高氨氮废水的处理是困扰系统运行的痛点，后经技术改造及操作优化，变换系统高氨氮废水得到有效处理。以下对有关情况作一简介。
1 变换系统工艺流程及变换汽提塔运行现状
气化系统来的3.72 MPa、210.5 ℃粗煤气，首先进入低压蒸汽发生器降温（控制粗煤气水气比在0.3～0.6），然后进入变换炉进料分离器分离液体，进料分离器顶部气相一股经换热器与出变换炉变换气换热升温后进入变换炉上段，另一股气相作为副线不经预热直接进入变换炉上段以调节入炉气温度。出上段的工艺气经中压蒸汽发生器和变换炉进料换热器降温后进入变换炉下段，出下段的变换气经回收热量、有机硫转化并经变换气分离器气液分离后送低温甲醇洗系统；变换冷凝液（设计流量为12 m3/h）去往变换汽提塔，汽提塔通入127 MPa蒸汽进行加热汽提，汽提气送主火炬焚烧，冷凝液则送至气化灰水系统，经絮凝、沉淀等处理后，清水回用，浊水则随外排灰水送至污水处理系统处理。
实际生产中，由于变换汽提塔未设置回流液管线，大量的变换冷凝液被汽化，导致火炬气大量带液，影响火炬系统的正常运行；同时，火炬水封罐排出的冷凝液氨氮含量与处理前变换冷凝液相比并没有明显降低，即废水的高氨氮问题只是从变换系统转移至了火炬系统，高氨氮废水被迫排入污水处理系统处理，而由于该股废水中含有硫化物，易造成污水处理系统细菌失活、处理能力严重下降。
为此，中新化工多次组织召开专题会，讨论变换系统高氨氮废水的处理问题。经商定，变换冷凝液不再加热汽提，仅减压至0.4 MPa（闪蒸）后将其直接送至硫回收系统尾气洗涤塔作为洗涤水使用，洗涤废水再送至锅炉烟气氨法脱硫系统用作脱硫塔洗涤液，这样既能对废水中的氨氮加以利用，又能减轻污水处理系统的压力。本项技改于2018年5月实施后，经一段时间的运行，又衍生出新的问题——由于变换系统高氨氮废水中含有COS、CH4等有机物，导致锅炉烟气氨法脱硫系统硫酸铵三效蒸发和结晶效果差，不能正常出料，且硫酸铵呈暗黑色并有异味。
2 变换系统高氨氮废水深度处理方案
目前，业内常用的除氨方法有物化法、生物脱氮法两大类，而物化法中的吹脱法具有操作简单、脱除效率稳定且成本低的优点，适宜于实际工程中的应用。为此，中新化工技术中心联系国内相关单位到厂进行技术交流，并取样分析和小试，最终选定江苏某公司的脱氨氮技术，同时对新出现的问题进行剖析并采取应对措施。高氨氮废水处理采用吹脱法，其优点在于除氨效果稳定、操作简单、容易控制，系统占地面积小、设备投资少，运行维护成本也低。
2.1 研究内容
（1）试验分析变换系统高氨氮废水的物化性质，结合中新化工的实际情况，研究合理的工艺技术，在实现高氨氮废水处理的同时，达到废水中的氨氮资源化利用的目的。
（2）对比分析不同类型脱氨塔的脱氨性能，选择合适的汽提脱氨塔，保证脱氨效率，降低单位产品能耗。
（3）针对汽提后的不凝气排放问题，选择合适的回收技术，实现废气达标排放。
（4）针对回收的氨水可能是碳酸铵溶液这一问题，工艺路线设计时充分考虑系统的防结晶堵塞措施，并分析碳酸铵溶液进入烟气氨法脱硫系统的风险。
（5）研究加碱量与废水中氨氮含量的关系，及其对后系统的影响。
更多内容详见《中氮肥》2023年第1期