酸性水汽提装置工艺说明书.docx

1、酸性水汽提装置工艺说明书酸性水汽提装置工艺说明书xx石化集团股份有限公司 60吨/小时酸性水汽提装置 说明书 xx石化工程设计有限公司 2009年1月9日 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 1 页 共 39 页 建设单位:xx石化集团股份有限公司 项目名称:60吨/小时酸性水汽提装置 编 制: 校 核: 审 核: 审 定: 项目负责人: 技术负责人: 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 2 页 共 39 页 1 概述 . 3 2 原料及产品性质 . 5 3 物料平衡 . 6 4 主要操作条

2、件 . 7 5 流程简介 . 7 6 主要设备计算与选择 . 9 7 设备平面布置说明 . 9 8 公用工程及材料消耗 . 28 9 装置定员 . 31 10 装置内外关系 . 32 11 分析化验 . 34 12 劳动安全卫生 . 35 13 环境保护 . 36 14 消防 . 37 15 设计中采用的规范 . 38 16 施工技术要求 . 39 17 存在的问题及建议 . 39 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 3 页 共 39 页 1 概述 1.1 设计依据 本项目的设计依据为: (1).xx石化工程设计有限公司与xx石化集团有限公司

3、签定的“关于新建60吨/小时酸性水汽提装置设计”的合同书。 (2) xx石化集团有限公司“会议纪要”(2008-9-23)及其技术附件。 1.2 设计基础 1.2.1 流程安排 装置的设计规模为60吨/小时。处理来自常减压装置、重油催化裂化装置、加氢焦化联合装置的酸性水。 1.2.2 xx石化集团有限公司提供的酸性水条件。 1.3 设计范围及分工 本项目的设计内容为xx石化集团有限公司60吨/小时酸性水汽提装置一段设计(包括设计方案及施工图)。 本项目的设计范围包括装置界区内的所有专业(包括:工艺、艺安、自控、电气、设备、给排水、结构、建筑、暖通、通信和总图)。 装置的组成有两大部分:酸性水罐

4、区(用于酸性水的脱气、除油)和酸性水处理装置(用于酸性水的汽提)。 本项目装置界区内的所有内容均由xx石化工程设计有限公司负责完成，装置边界以外的设计由xx石化集团公司自行负责设计。 1.4 装置概况 1.4.1 项目背景 xx石化集团有限公司始建于1987年，1989年建成投产，公司现有员工2010人，总资产15亿元，其中固定资产8亿元，占地面积180万平方米，国有大型企业，山东省136家重点企业之一。主要生产装置有300万吨/年常减压、30万吨/年重交沥青、100万吨/年催化裂解、8万吨/年液体石蜡、3.6万KW热电机组、1万吨/年丙烯酸树脂、25万吨/年气体分馏、4万吨/年聚丙烯、10万

5、吨/年芳构化等，一条石化产品铁路专用线，总容量为27万立的油品储备库。公司主导产品有高标号汽油、柴油、石油液化气、溶剂油、液体石蜡、聚丙烯、丙烯酸树脂、高等级道路沥青、热能、电力等。 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 4 页 共 39 页 公司将沿着“油气并举，油化互补，石油、天然气、煤化工和精细化工综合发展”的发展道路，优先发展专业性强、附加值高的项目，实现石化产业链式发展，发挥基地化、大型化、集约化的规模经济效应，达到经济效益稳健提升的目的。通过革新挖潜、技术改造和技术创新，逐渐形成了企业自己的发展优势。 随着国家对环境保护要求的不断提

6、高，污水能否达标排放已成为决定企业生存的必要条件。由于各生产装置建设年代较早，原有环保设施的能力和质量远不能满足当前生产及环保的需要，为适应市场需求，调整产品结构，增强企业效益，适应原油性质复杂多变,原油硫含量逐年提高的现状，有必要对含硫污水进行处理,以提高污水处理场的处理效果，实现污水达标排放。因此决定投资建设一套60t/h酸性水汽提装置。 1.4.2 原料及来源 装置处理自常减压装置、重油催化裂化装置、加氢焦化联合装置排放的酸性水。 1.4.3 装置建设公称规模 装置设计公称能力为60t/h酸性水汽提。 1.4.4 生产工艺特点 装置设计采用了单塔加压汽提侧线抽氨的工艺技术，采用三级分凝的

7、方法，分离出酸性水中的氨，经精制成为工业氨水使用。二氧化碳气体和硫化氢气体则进入酸性气体系统，进行处理。汽提以后得到的净化水则用于其他装置注水使用。 重沸器热源采用1.0 MPa过热蒸汽。 整个装置自动控制部分采用DCS系统进行生产及过程控制。 1.4.5 主要产品及副产品 装置产生59.62t/h净化水，0.379 t/h酸性气及1 kg/h污油以及工业氨水1.786t/h。 1.4.6 生产制度 装置年开工8000小时。(注:按照合同规定要求) 1.4.7 设备情况 装置共有设备49台(套)，其中塔2座，容器16台，安全阀12台，冷换设备11台，空冷器2片，机泵10台。 1.4.8 消耗指

8、标 装置处理每吨酸性水消耗循环水0.97t，电1.75kW，1.0MPa蒸汽0.196t。 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 5 页 共 39 页 1.4.9 总能耗 装置总能耗为589.6 MJ/t原料。 1.4.10 占地面积 222 汽提装置区占地2246 m，原料罐区占地1846m，整个装置总占地面积4092 m2 原料及产品性质 2.1 原料性质 2.1.1 装置原料水的性质如下表所示: 表2.1.1 装置原料-酸性水的组成 HS NH CO 油类 HO 23226000PPM 6000PPM 280PPM 15mg/L 98.7

9、7%(wt) 2.1.2 经脱气、脱油、抽氨循环进入汽提塔的原料水的性质如下表所示: 表2.1.2 汽提塔进料-酸性水的组成 HS NH CO 油类 HO 23220.98% 2.01% 0.02% 80PPM 96.98%(wt) 2.2 产品性质 2.2.1 汽提塔顶酸性气-出装置 a) 组成: 表2.2.1 酸性气组成(wt%)表 HS NH CO HO 小计 2322*95.04 0.00 4.43 0.53 100.00 *说明:本表所列酸性气组成仅供参考，不作为控制指标使用。 b) 温度:37 ?; 压力:0.009 MPa(g) 2.2.2 净化水-出装置至污水处理场或者去回用装

10、置。 a) 规格:HS不大于10 PPM NH不大于50 PPM， PH=68 23b) 温度:40 ?; 压力:0.4 MPa(g) 2.2.3 污油-出装置不合格油品罐区。 a) 温度:40 ?; 压力:0.6 MPa(g) 2.2.4 氨水-出装置至氨水储罐或生产装置。 a) 规格:20%(重量比) HS不大于1 PPM 2b) 温度:40 ?; 压力:0.5 MPa(g) 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 6 页 共 39 页 2.3 生产规模 本装置建设规模为处理酸性水60 t/h，加工负荷适应能力为正常设计值的70120%。 3

11、 物料平衡 装置开工时间按年开工8000小时计算。 装置的物料平衡数据见下表: 表3.1 装置实际物料平衡表 物料流量 序号 物料名称 备 注 kg/h t/d t/a 一 进料 41 酸性水 60000 1440 4810 进装置 42 软化水 1789 42.936 1.43110 进装置 4 合计 61789 1482.936 49.43110 二 出料 41 酸性气 379 9.096 0.303210 出装置 42 净化水 59620 1430.88 47.69610 去其它装置回用 43 污油 1 0.024 0.000810 去污油罐区 44 氨水 1786 42.864 1.4

12、2910 去氨水罐区 45 床层脱硫 3 0.072 0.002410 吸附于床层上 4 合计 61789 1482.936 49.43110 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 7 页 共 39 页 4 主要操作条件 主要操作条件见下表: 表4.1 主要操作条件 序号 地点 操作条件 单位 数值 备 注 压力(g) MPa 0.5 1 酸性水汽提塔顶 温度 ? 37 压力(g) MPa 0.55 2 酸性水汽提塔底 温度 ? 162 3 原料水脱气罐顶 压力(g) MPa 0.05 压力(g) MPa 0.437 4 一级凝液分离罐 温度

13、? 132 压力(g) MPa 0.367 5 二级凝液分离罐 温度 ? 95 压力(g) MPa 0.287 6 三级凝液分离罐 温度 ? 40 压力(g) MPa 0.265 7 氨精制塔上段 温度 ? 74.3 压力(g) MPa 0.28 8 氨精制塔下段 温度 ? 63 9 塔冷进料 温度 ? 36 10 塔热进料 温度 ? 151 11 侧线抽出 抽出比 % 12.5 5 流程简介 自装置外来的酸性水先进入原料脱气罐D-101脱除油气，脱出的油气进入瓦斯火炬系统。脱气后的酸性水进入酸性水储罐D-102/1,2进行沉降分油处理，以隔去水中大部分污油，罐顶设安全水封罐。分离出来的轻污油

14、进入污油罐D-103暂时储存，间歇由污油泵P-102送出装置。档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 8 页 共 39 页 完成静置分油以后的酸性水则由原料水泵P-101/1,2送至处理装置进行汽提处理。 从原料水罐区来的酸性水分两路进入酸性水汽提塔C-101，一路作为冷进料经过原料水冷却器EW-101冷却至36?进入酸性水汽提塔顶，以控制塔顶温度不大于40?。另一路原料水先经过原料水-分凝液换热器E-101加热到49.3?,再经过原料水-一级分凝气换热器E-102加热到61?,然后进原料水-净化水二次换热器E-103升温至95?，再至原料水-侧

15、线气体换热器E-104/1,2与塔中部抽出来的侧线气体换热至140?后，进入下一级换热E-105(原料水-净化水一次换热器)，温度达到146?，最后酸性水与凝结水在原料水-凝结水换热器E-106换热,温度提高到151?进入酸性水汽提塔44#塔盘。 汽提塔C-101顶酸性气在37?温度下抽出经温度控制阀进入酸性气分液罐D-105，分离出液体后的酸性气体送出装置，凝液并入凝液系统回到原料水罐。 汽提塔底以1.0MPa蒸汽作重沸器E-107的热源，凝结水经凝结水罐D-106进入凝结水系统回收利用。 汽提塔底的净化水先后经E-105、E-103换热后至126?，进入净化水空冷器EC-101冷却，至40

16、?左右出装置。 侧线抽出的富氨气体经流控阀通过侧线一次换热器E-104/1,2冷却至132?后，进入一级凝液分凝罐D-107高温分水。分离出的气体经压控阀与原料水换热(E-102)冷却至95?左右后进入二级凝液分凝罐D-108，分离出的气体经压控阀去二级分凝气体冷却器EW-102冷至40?后进入三级凝液分凝罐D-109，D-109气相去氨气精制部分，一、二级凝液混合后经过E-101冷至50?与三级凝液混合送至原料水罐区。 从三级分凝来的气氨进入氨精制塔C-102，在塔的下段与成品氨水逆向接触，由浓氨水洗掉气氨中携带的硫化氢，洗涤后的气氨再经过脱硫剂床层，进一步脱掉气氨携带的微量硫化氢，使氨气含

17、硫量达到要求。洗涤气氨后的含硫氨水返回原料水罐中。 精制后的气氨注入软化水吸收后形成氨水，氨水经过氨水冷却器EW-103冷至40?后，进入氨水罐D-110。氨水由氨水泵P-103/1,2从D-110底部抽出，一部分去C-102作贫吸收剂，另一部分作为产品送出装置。 为了减少固定铵的存在对净化水质量的影响，装置设立注碱系统，在需要时向汽提塔中部注入纯碱NaOH。 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 9 页 共 39 页 6 主要设备计算与选择 本装置共有设备49台(套)，其中塔2座，容器16台，安全阀12台，冷换设备11台，空冷器2片，机泵10

18、台。 由于原料水中含大量溶解的硫化氢，腐蚀性较强，因此原料水系统换热器管束均进行热处理，以消除应力。 塔体、容器材质选用普通碳钢，并根据需要进行热处理。 换热器管束根据需要也进行热处理。 原料水泵采用磁力泵，以减少机械泄漏对环境带来的影响。注碱泵采用隔膜计量泵。 塔设备的计算结果见塔类设备计算表。 容器的计算结果见容器计算汇总表。 机泵、换热器、安全阀的计算选型见各自的计算汇总表。 7 设备平面布置说明 装置位于厂区的最北端，南邻全厂污水处理场。 整个装置分为两大部分。原料水罐区部分和汽提装置部分，两部分呈东西向紧靠布置。 装置设备布置遵照按流程布置设备和同类设备相对集中相结合的原则，按照石油

19、化工装置设计防火规范(GB50160-92，1999年版)的要求进行设备布置。主管带呈东西方向贯穿两部分，受场地形状尺寸的影响，装置及设备主要布置在主管带的一侧。 装置与系统管带接口在装置西侧。 根据装置特点和与相邻装置的关系，装置内部不设置配电室，电缆等从临近的污水处理厂配电室引出。装置内设置主控室和办公室，主控室和办公室的位置位于整个装置的西北部，位于防爆区域范围之外。 装置内不设置化验分析室，该部分由xx集团自行协调安排处理。 装置的平面布置情况见装置设备平面布置图。 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 10 页 共 39 页 塔类计算

20、汇总表 流程编号 C-101 C-102 设备名称 酸性水汽提塔 氨精制塔 介质名称 HS、CO、NH、HO HS、HO、NH 2232223规整填料 塔板(填料)形式 F1浮阀 F1浮阀 鲍尔环1 JKB250Y 塔板间距 mm 600 600 填料高度:计算 mm/段 1800 2100 选用 mm/段 3000 3000 填料总高 mm 3000 3000 塔板数/填料段数 28层 16层 1段 1段 操作温度 塔顶/塔底 37/162 操作压力(塔顶) MPa(g) 0.5/0.55 进料板位置 44 计算板(段)位号 1# 29# 该计算板(或段)气相: 流量 kg/h 11116

21、2917.7 916.7 667 温度 ? 162.6 152.2 41.7 50 该计算板(或段)液相: 流量 kg/h 70727 70036.8 12349 500 温度 ? 161.8 149.8 37.1 50 计算塔径 mm 1450 930 采用塔径 mm 1800 1200 800 800 塔板开孔率 % 8.22 4.8 允许空塔线速 m/s 0.774 0.784 0.541 0.856 实际空塔线速 m/s 0.356 0.217 0.066 0.132 降液管面积/空塔面积 % 18 19.5 塔板压降 mm液柱/块 97.8 97.5 填料压降 mm液柱/段 0.34

22、5 0.11 介质腐蚀性 强 强 强 强 腐蚀介质名称 HS HS HS HS 2222腐蚀介质量 %(w) 1 18 95 7 备注 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 11 页 共 39 页 塔盘类计算汇总表 流程编号 C-101 设备名称 酸性水汽提塔 介质名称 HO、CO、NH、HS 2232塔板形式 F浮阀 1提馏段 精馏段 #塔板号 1 29 塔径 mm 1800 1200 板间距 mm 600 600 塔板开孔率 % 8.22 4.8 降液管面积比例 % 18 19.5 堰长 mm 1528.2 1038 出口堰高 mm 54

23、40 2降液管面积 m 0.458 0.22 降液板底隙 mm 60 65 液流型式 单溢流 单溢流 3汽相流量 m/h 11116 2917.7 3汽相密度 kg/m 3.411 3.31 3液相流量 m/h 70727 70036.8 3液相密度 kg/m 892.3 886.2 空塔汽速 m/s 0.356 0.217 3两侧液流强度 m/(mh) 51.9 76.1 阀孔汽速 m/s 4.33 4.51 阀孔动能因子 8 8.2 降液管液体停留时间 s 4.1 3.3 降液管最小停留时间 s 3.5 2.85 降液管中清液高度 mm 195 205 塔板压降 mm液柱 97.8 97.

24、5 雾沫夹带分率 % 0.01 0.03 泄漏率 % 0 0 板上液层高度 mm 55.6 57.4 泛点率(降液管) % 43.2 43.8 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 12 页 共 39 页 填料塔计算汇总表 流程编号 C-101 C-102 设备名称 酸性水汽提塔 氨精制塔 介质名称 HS、CO、HO NH、HO、HS 222322填料形式 JKB250Y 鲍尔环 1“ 800 800 塔径 mm 填料段号 1 1 填料高度 m 3.6 3.4 填料空隙率 % 98.3 94.2 3汽相流量 m/h 119.05 264.8 3

25、汽相密度 kg/m 7.7 2.519 空塔汽速 m/s 0.066 0.132 气体能力因子 m/s 0.006 0.008 气体雷诺数 577.5 924 气体动能因数 m/s 0.182 0.223 3液相流量 m/h 12.53 0.619 3液相密度 kg/m 985.2 807.2 32喷淋密度 m/(mh) 24.94 1.49 液体流动参数 1.19 0.053 液体表面流速 M/s 0.007 0.001 33填料持液量 m/m 0.05 0.011 液泛百分比 % 16 10.1 HETP 1/m 3.8 2.34 填料压降 Kpa/m 0.0018 0.029 填料总压降

26、 Kpa 0.065 0.099 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 13 页 共 39 页 反应设备数据表 流程编号 C-102 设备名称 氨精制塔 型 式 立式 数 量 台 1 操作温度 ? 63 操作压力 MPa(g) 0.265 介质名称 NH、HS、HO 322总流率 kg/h 497 -1采用空速 h 800 催化剂名称 氧化锌脱硫剂JT-2 需要 m3 0.6 催化剂床层体积 3采用 m 1.25(使用周期1.2年) 计算内径 mm 选用内径 mm 800 段数 1 床层分配 层高/段 3000 床层高径比 3.75 床层压降

27、MPa 0.005 催化剂特性 形状 条形 使用压力 MPa 05 使用温度 ? 200 高径比要求 ?3 -1空速 h 10002000 硫容 W% ?10 堆积密度 Kg/L 1.01.2 脱硫效果 入口500PPM,出口0.1PPM 备 注 C-102上段 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 14 页 共 39 页 容器类计算汇总表 D-101 D-102/1 D-102/2 D-103 流程编号 设备名称 原料脱气罐 原料水储罐 原料水储罐 污油罐 型 式 立式 立式 立式 立式 1 1 1 1 数 量 台 40 40 40 40 操

28、作温度 ? 0.05 操作压力 MPa(g) -150/1000mm水柱 -150/1000mm水柱 300mm水柱 介质名称 酸性水、瓦斯气 酸性水、瓦斯气 酸性水、瓦斯气 轻污油 Kg/h 60000 66410 66410 总流率 最大10 kg/h m/s 实际流速:气相 m/s 0.0037 0.0001 0.0002 液相 mm 2250 计算内径 mm 2400 16000 10000 2800 选用内径 6300 15000 15000 5600 容器长度/高度(切/切) mm 3m 60.5 3014 1177 34.5 容积体积 min 5.1 2551 524.5 液体停留时间 30天 介质腐蚀性 有 有 有 无 HS HS HS 腐蚀介质名称 2220.98 0.98 0.98 腐蚀介质量 %(w) 备 注 拱顶罐 拱顶罐 拱顶罐 档案号:Y0407A-1 xx 设计阶段:施工图 说 明 书 石化工程设计有限公司 第 15 页 共 39 页 容器类计算汇总表(续) D-104/1、2 D-105