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优化余氨的回收利用分析范文

时间:2022-01-02 09:15:35

优化余氨的回收利用分析

摘要:根据硝酸车间Ⅰ硝装置和5000m3液氨球存在的余氨问题,提出了对余氨处理的措施。对余氨进行了有效处理,消除了余氨带来的安全、环保问题,还提高了经济效益,实现了Ⅰ硝装置和5000m3液氨库的长周期运行。

关键词:液氨;硝酸;氨水;安全;

1前言

液氨是无色液体,具有强烈的刺激性气味。分子量为17g/mol,沸点是-33.3℃,爆炸极限是15.7%~27.5%,易溶于水生成氨水,主要作为生产硝酸、有机和无机产品、医药和冶金产品等的工业原料。四川泸天化股份有限公司硝酸车间Ⅰ硝装置是5.7万t/a综合法生产硝酸的装置。以液氨和氧气(来自空气)为原料,生产模式有三种,分别是全稀硝生产模式、双硝生产模式、全浓硝生产模式。始建于1966年国防三线建设时期,由于建厂早,工艺设计复杂,自动化程度低。自装置建设投产以来,进行了多次技术改造。不断地优化工艺,对安全、环保、节能、经济运行具有重要的意义。

2Ⅰ硝装置中氨系统置换存在的问题

2.1781工段

Ⅰ硝装置主要由五个工段组成,分别是781工段、782工段、784工段、785工段、661工段。781工段是氨系统,接受外来液氨,使液氨吸收热量蒸发为气氨。大部分气氨被冷凝为液氨,781工号为其它工段提供冷量及原料气氨。782工段是氧化、吸收工段。由781工段来的气氨与氧气发生氧化反应生成NO等,工艺气在吸收塔用低浓度硝酸吸收生成55%左右的稀硝酸或者用浓度大于98%以上的浓硝酸吸收生成浓度大于97%,NOX含量30%左右冷发烟硝酸(冷酸)。784工段是浓硝酸合成工段。785工段是酸库。661工段为系统提供氮气、氧气及仪表空气。现阶段Ⅰ硝装置需要停车检修时,782工段氧化熄火后781工段氨系统内剩余部分的气氨和液氨处理非常困难,需要对氨系统充入氮气升压至0.5MPa左右,再送往Ⅲ硝加压中和装置作为原料气进行处理,在系统氨浓度符合排放标准后再排往大气,整个过程需要大量的时间及操作工频繁的切断联通各设备,工作量大,781工段整体置换交付检修至少需要一周时间。目前Ⅰ硝装置生产任务本来就比较繁重,每次留给工艺清洗置换时间有限。这样不仅延长了检修时间还会造成Ⅲ硝加压中和工艺波动,大大地制约了检修进度,没有达到现代企业零排放的要求。

2.25000m3氨球

为了提高公司经济效益,2011年在Ⅰ硝区域内建成5000m3液氨库区及充装站如图1。5000m3液氨库区氨球承担着液氨收贮、外供、液氨槽车的装卸氨任务。由于液氨的性质,其储存量也达到重大危险源标准,在环保和安全上对液氨球要求非常严。必须按照重大危险源进行管理及操作。根据现有的5000m3液氨库充装工艺,发现从氨球充装泵出口的充装管线至槽车处如图1所示,有一小段管线内的残氨无法完全排尽到槽车事故液氨回收槽(V1004)。剩余部分残氨排至水桶制成氨水,现场会有少量的氨味,这对现场操作人员和槽车有一定的安全隐患,对环境也有轻微的污染。3治理措施为了实现零排放不污染环境、消除安全隐患及提高公司的经济效益。我们提出了以下措施充分利用装置内的余氨。

3.1781工段余氨处理

Ⅰ硝装置需要停车检修设备或者781工号氨系统需要检修部分设备管线时,必须把系统内部里的余氨进行置换处理掉,才能展开检修,否则有出现安全事故的风险。出现以上情况时,首先要把系统内的余氨完全排尽到地下槽内,然后往系统充入氮气,再排往现有与V1003相连的气相管,V1003加入脱盐水,V1003内氨水经吸收泵打循环,达到一定浓度后排往V1005,根据V1005液位联系单位外售氨水。V1005是新增加的氨水槽,如图1(图中加粗线是表示新增加的设备和管线)。直至781工段取样分析达到置换标准。

3.25000m3氨球余氨处理

在5000m3液氨球库区充装液氨时,在液氨充装泵至槽车管线中,靠近槽车处的一小段管线内(图1中加粗段)的余氨必须回收利用,否则会污染环境,对工作人员及槽车存在安全隐患。液氨充装完成后,由于液氨的特性,这一小段管子内的压力有1.5MPa,打开以前的阀门后,把剩余液氨放回V1004,但还是不能完全放尽余氨,最后还有0.15MPa的气氨在里面,如图1所示。因此,我们在这一小段管上增加一根氮气管。当不能完全排尽余氨时,关闭排往V1004的阀门,打开新加的阀门,再打开氮气阀门将余氨全部排到吸收罐V1003内,最后将充装管线与槽车断开。V1003加脱盐水吸收制成氨水销售。

4安全效果及经济效益

液氨操作岗位是产品生产线上最危险岗位之一。液氨不仅对环境造成污染,而且对现场人员造成极大的伤害,甚至于死亡。生产现场中的液氨跑、冒、滴、漏是引发安全事故的苗头。我们提出的余氨治理方案能及时有效地处理Ⅰ硝装置中液氨所带来的安全生产隐患问题。为781工段置换节约了时间,提高了生产效率。每充装一车需要外排100g氨,平均每天充装20车,一年按340天计算,共计100×20×340/1000kg=680kg,每年预计Ⅰ硝装置计划停车两次,每次置换需要处理的氨大约500kg,合计500×2=1000kg,两种余氨共计1680kg,回收这些氨生成浓度20%的氨水,共计8.4吨,每吨氨水价格在500元左右,这样装置产生的余氨进行了回收利用能产生每年500×8.4=4200元的经济效益。更重要的是实现了现代企业零排放的要求。

5结语

本文在介绍了综合法硝酸生产工艺和5000m3液氨库充装液氨流程的基础上,对生产工艺管理和现场存在的余氨问题进行了分析,提出了对余氨处理的治理方案。彻底解决了余氨带来的安全、环保问题,达到了保护环境、提高安全,增加了经济效益的目的。

参考文献

1陶啟贤.液氨整理近期发展概况[J].印染,2005,31(15):48-49.

2谭小术,童刚,刘鑫.浅谈对重大危险介质液氨的安全管理[J].氮肥技术,2009,30(1):43-44.

3饶国宁,陈网桦,等.液氨泄漏事故危险定量分析研究[N].安全与环境学报,2004,4:165-166.

作者:张纯结 杨定学 顾慈兵 单位:泸天化股份公司硝酸车间

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