70％H2SO4回硫酸生产系统提浓的操作与控制

70％H2SO4回硫酸生产系统提浓的操作与控制 70,H2SO4回硫酸生产系统提浓的操作与 控制 ? 38? 硫磷设计与粉体工程 SP&BMHRELATEDENGINEERING2008年第1期 70%H2SO4回硫酸生产系统提浓的操作与控制 1概况 王耕亚 (中国石化集团南京化学工业有限公司生产处,江苏南京210048) 摘要:稀硫酸腐蚀性强,硫酸法一浓硝酸工艺采用98%H:SO脱除硝酸中的水,产生了大量的稀 硫酸须予以处理.介绍了用稀硫酸作为硫酸生产装置干吸工序补充水,在提浓的同时又提高了装置的 硫酸产量,提出了使用稀硫酸时的操作程序和应注意的问题. 关键词:稀硫酸;硫酸生产;提浓;操作 中图分类号:TQ1l1.16文献标识码:B文章编号:1009—1904(2008)01—0038—03 我公司现有三套浓硝酸生产装置,其中两套为 硫酸法一浓硝酸工艺,即:稀硝酸通过98%HSO 脱水制得98%HNO,生产能力为100kt/a,每吨硝 酸耗用硫酸量约为3.3t,每年将产生329.4kt(折 . 100%H2SO4)稀硫酸 大量稀硫酸的产生,必须考虑其出路.2006年 前,所有的稀硫酸都作为250×2kt/a过磷酸钙生产 的原料用酸.随着该装置的关停,一批有机项目的 上马,在生产过程中也将产生W(HSO)为68%左 右的废硫酸,其折100%H2SO为120kt/a. 当前,通过我公司内部其他装置的生产用酸平 衡,每年可消耗稀硫酸200kt(折100%HSO)左 右.对于剩余的250kt/a稀硫酸(折100%HSO), 公司立项讨论了处理方案.一旦不能解决其出路, 将直接影响上述相关装置的满负荷运行.在此方案 讨论过程中曾提出:采用"稀硫酸浓缩循环方案", 但此方案的实施,一是对设备材质的防腐蚀极 高,一次性投资较大;二是运行费用也高,浓缩每吨 稀硫酸的运行成本约为100元. 因我公司具有几十年的硫酸生产经验.且现有 三套硫磺制酸系统,生产能力为800kt/a.通过最 终权衡,我公司采用了稀硫酸回硫酸生产系统干吸 工序提浓的处理方案,来平衡过剩的稀硫酸. 2工艺简述 2.1工艺流程 硝酸装置产生W(HSO)为70%的稀酸,通过 管线输送至硫酸装置的稀硫酸贮罐.为了保证稀硫 酸能够稳定地进入干吸工序,替代系统补水,在设计 中贮罐出口的稀硫酸输送泵采用了变频调整电动 机,便于控制稀硫酸送入2及3系统的总流量.为 了更细致地调节各系统的酸浓,使它们互不影响,在 进入98%HSO循环槽的稀酸管线上各自增加了 自调阀及其根部阀(见图1),仍保留系统的补水管 线和自调阀作为备用.为使贮槽的稀硫酸进出量得 到平衡,增设了贮槽液位指示仪,并在DCS系统 中增加了独立的稀硫酸自调系统画面. 图1稀硫酸回硫酸生产系统流程示意 稀硫酸的主要技术指标如下: W(H2SO4)71.41% W(No;)0.48% W(Fe)4.3g/g 透明度>100mm 色度0.7mL W(HSO),W(No;)在浓硝酸生产中会发生波 动,W(HSO)的波动范围为70%一72%,W(No;) 2008年第1期王耕亚.70%H:SO回硫酸生产系统提浓的操作与控制?39? 的波动范围为0.20%,0.60%. 2.2稀硫酸添加量的计算 计算稀硫酸的添加量,首先须对干吸工序中的 补水量进行计算.以单套系统32t/h硫酸计算,工 艺参数如下: 空气温度30? 相对湿度80% 进气(SO2)9.5% 转化率99.5% 吸收率99.98% (H2SO4)98% 饱和蒸汽压4.25kPa (0.0433kgf/cm) 30?时,空气中水的分压等于饱和蒸汽压×相 对湿度=0.0433×80%=0.03464kgf/cm,则30 ?时相对湿度为80%的空气中水的摩尔浓度为 0.03464mol/L. 1m.空气中所含水的量为 1003464×=28.835g( 一 . —22.4……0 每小时生产32t硫酸所需要的空气量为32× 10×22.4/(98×99.5%×99.98%×1000×9. 5%)=77394.86m. 空气带入的水量为77394.86×28.835/106= 2.23165t. 生产32t(HSO)为100%的硫酸所需的水 量为32×18/98+32/0.98—32:6.531t. 吸收区每小时需补水为6.531—2.232=4.299t. 稀硫酸的(HSO)平均为70%,则每小时可 添加的稀硫酸量为 4.299?30%=14.33t 故每小时多产98%HSO的量为14.33×70% ?98%=10.236t. 3使用稀酸的操作程序 1,在回用稀硫酸前,需调试好稀硫酸区域的设 备,保证装置接受稀硫酸前设备处于完好状态. 2,调试干吸工序中的酸浓调节阀,保证自调阀 在电动,手动时处于完好状态,调节逻辑正确. 3,通知硝酸装置向稀硫酸贮槽输送稀硫酸,通 过DCS的液位显示,密切注意贮槽的液位上升情 况. 4,对稀硫酸输送泵进行试车.首先通知检修部 门对稀硫酸输送泵进行绝缘电阻的检测,绝缘电阻 合格后对泵进行盘车.点动稀硫酸输送泵,确定其 转向正确无误,按程序启动稀硫酸输送泵,电动机转 速开到50%左右时对稀硫酸输送泵及管线试车查 漏. 5,泵及管线正常后,稀硫酸即可开始正式投用. 开启稀硫酸系统的所有设备,调节好所有阀门,控制 稀硫酸输送泵转速为0,关闭干吸工序中的补水自 调阀及根部阀,同时打开此系统的稀硫酸自调阀及 根部阀,加大稀硫酸输送泵转速,系统切换到添加稀 硫酸流程. 6,注意检查稀硫酸输送泵的运行状态,加强对 其的巡检,发现问题及时处理. 7,通过人工分析,进一步检测系统酸浓,必要时 开启稀硫酸旁路阀. 8,若使用稀硫酸后出现无法处理的问题,及时 切换到系统补水状态.停稀硫酸输送泵,关闭其进 出口阀,关闭稀硫酸自调阀前,后的根部阀及旁路 阀. 4稀硫酸做补水后成品酸的相关情况 因稀硫酸中含有硝酸根离子,导致成品酸中仍 含有一定量的硝酸根离子.但从外观看,同正常生 产的成品酸无差异,其技术指标如下: (H,SO)98.28% (NO;) 残渣含量(计) (re) 透明度 色度 0.30% 0.078% 5.4g/g >180mm 0.3mL 含硝酸根的(HSO)为98%成品硫酸,我公 司一律不外销,作为内部自用酸.主要用于400kt/ a的硫基氮磷钾生产和硝基苯,硝基氯苯装置生产 过程中的催化用酸. 5添加稀酸的生产情况 我公司自2005年10月份起,在硫酸3系统中 添加稀硫酸.因受生产平衡的影响,稀硫酸添加工 作断断续续,无法对相关数据进行跟踪检测.2006 年3月起,在2,3系统中连续进行了添加,至2007 年3月底,累计添加稀硫酸152145t,折100%HSO ? 40? 硫磷设计与粉体工程 SP&BMHRELATEDENGINEERING2008年第1期 1概况 固体硫磺熔化装置的设置和应用 薛福连 (沈阳市辽中县化工总厂,辽宁辽中110200) 中图分类号:TQ111.14文献标识码:B文章编号:1009—1904(2008)01—0040—02 2002年我厂对硫酸装置进行了技术改造,由建 厂以来一直沿用的硫铁矿制酸改造为硫磺制酸,原 料采用进口及镇海炼化的液体硫磺.2003年该装 置建成投产之际,正值液体硫磺供应紧张,供不应 求.为此,厂部决定增设一套熔硫装置,改由相对宽 松的固体硫磺加热熔化成液体后投入生产. 熔硫槽分为干式和湿式两种,现在用得多的是 湿式,即利用液体硫磺在加热表面和固体硫磺之间 作为传热的介质.湿式熔硫又分为带搅拌器与不带 搅拌器两种.目前,国内北京染料厂等厂的硫磺制 酸装置使用带搅拌器的快速熔硫槽.虽然原料硫磺 很纯,但是在运输过程中不免混入灰分,泥沙等杂 物,所以有搅拌器的熔硫槽,在设备结构方面还要考 虑排渣方便.不带搅拌器的湿式熔硫槽一般为长方 形截面槽,分为熔硫,澄清和精硫三个部分,或各自 独立;而快速熔硫槽则有圆筒形槽和方形截面槽两 种.我厂采用的是带搅拌器的方形截面快速熔硫槽. 澄清槽也分为两种,一种是几个独立的圆筒形 槽串联而达到去渣及沉降的目的,另一种是在一个 长方形截面槽内分为各自独立的几格,槽内各格通 为106501t.我们对酸浓,放空烟囱的各项指标进 行跟踪检测,均处于受控状态.从一年来的成本测 算情况看,我公司取得了较好的经济运行效益. 6操作中的注意事项 1,系统添加稀硫酸后,成品酸产量每小时将增 加10t左右,必须控制好98%HSO循环槽液位,并 注意中间酸罐的液位,及时送走成品酸. 2,严格控制稀硫酸中硝酸根离子的含量,我公 司的控制指标为1/)(NO;)不超过0.6%.含量过 过溢流孔相连从而去渣,沉降.液体硫磺在澄清槽 中的停留时间约为48—72h. 2熔硫工艺 由外部运来的固体硫磺用铲车加到料斗,经带 式输送机进入熔硫槽熔化,控制加入的固体硫磺的 量以控制槽内温度为135—145oC.此温度可确保 液体硫磺经溢流口溢流至澄清池进行沉淀及去渣 后,溢流至液硫地下槽备用(见图1).整个加热系 统采用0.6MPa的蒸汽.熔硫槽规格为4160mm× 4026mm×2300mm,澄清池规格为12370mm× 4000mm×2016mm 固体硫磺 液体硫磺泵 送至焚硫炉 图1熔硫装置工艺流程示意 针对液体硫磺的特性,我们采取了以下措施: 1,考虑到液体硫磺的腐蚀性,在每个槽的中上 部采用了双钢板结构,即在原槽体钢板上再覆盖一 高,会加剧酸塔,酸管线的腐蚀. 3,做好上,下塔管线的防腐,并控制好上塔酸 温.我公司上,下塔酸管线所用的材质为316L,并 带阳极保护.上塔酸温采用冬季和夏季两个不同的 指标,冬季不超过70?,夏季不超过80?,尽量降 低含硝酸根离子的硫酸对上,下塔管线的腐蚀程度. 作者简介:王耕亚(1970一),男,江苏射阳人,工程师,从事化 工生产技术管理工作. (收稿日期:2007—12—04)