在大型合成氨装置中,苯菲尔特工艺广泛用于脱碳系统。
中海石油化学股份有限公司富岛一期脱碳单元便是采用苯菲尔特工艺,利用热钾碱溶液(K2CO3溶液)脱除工艺气中的CO2,其工艺流程主要分为两段吸收、两段再生和四级闪蒸。脱碳溶液的洁净程度关系到产品质量和设备安全。
2000年—2003年多次发生送尿素的CO2中H2含量超标。2002年检修后开车期间,吸收塔发生液泛,造成碱液带出至甲烷化炉,系统紧急停车。分析原因为低变更换催化剂后,吹扫时间不够,粉尘进入脱碳系统,污染碱液。2014年大修后开车溶液中Fe2+离子质量分数快速上涨,突破100×10-6厂控指标,脱碳系统被迫停车重新矾化。
这些都是由于脱碳溶液受到杂质污染导致的,所以使用天津津腾溶剂过滤器保持脱碳溶液的洁净尤为重要。碱液中杂质含量高到一定程度时,脱碳溶液会发生起泡,吸收塔和再生塔两塔差压异常升高,脱碳系统出现波动,导致产品质量下降甚至超标。
溶液中杂质主要包括有机物和无机物两大类。有机物主要来源于低变及前系统催化反应副产物甲醇、甲醛、甲酸,以及活化剂DEA、消泡剂的降解物等;无机物主要有前系统的催化剂粉尘、耐火衬里粉末、活性炭粉尘、铁锈、V2O5的沉降物、高变催化反应副产物氨等。
另外,配入系统的化学药品也有可能带入一定的杂质。雨水通过地漏漫进地下槽,脱盐水自身携带的药品也会带入杂质。
脱碳溶液的洁净程度决定着工艺质量,因此保证溶液的干净对于整个装置的稳定运行及节能具有非常重要的意义。
富岛一期针对脱碳装置存在的问题依次进行技术改造,特别是首次将天然石英砂和天津津腾溶剂过滤器用于溶液过滤,使得溶液保持较高的洁净度。富岛一期计划下一步对石英砂的清洗再生进行探索,以重复利用石英砂。