CN1010095B

CN1010095B - 酸性水的处理方法及其设备

Info

Publication number: CN1010095B
Application number: CN 87101467
Authority: CN
Inventors: 曾祥鲁; 林本宽; 徐锡芬
Original assignee: Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corp
Current assignee: Sinopec Luoyang Guangzhou Engineering Co Ltd
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1990-10-24
Also published as: CN1033244A

Abstract

本发明属于酸性水处理方法，它是采用汽提—水解塔和分馏塔处理含NH₃、H₂S、CO₂和HCN的酸性水，特别适用于处理含HCN的酸性水。该方法具有设备少、HCN水解率高(95～99%)、水蒸汽耗量少(120～180公斤/吨酸性水)、净化水质好(NH₃+H₂S+CO₂+HCN总含量为10～100毫克/升)等优点，并可获得纯度不小于99.5%(体)的气氨和高纯度的酸性气体。

Description

本发明是关于酸性水处理，特别是石油、化工、冶金等工业排放的含有NH₃、H₂S、CO₂和HCN的酸性污水处理方法。

处理酸性水的方法，通常采用单塔、双塔和三塔汽提法和HCN加压水解法。美国专利USP 3335071及USP 3404072可处理污物（NH₃+H₂S）总含量为15000毫克/升的酸性水，但未涉及处理低浓度及同时含有CO₂和HCN的酸性水，且水蒸汽耗量高，处理每吨酸性水耗水蒸汽达400～500公斤。在国内，有采用单塔汽提处理含NH₃、H₂S、CO₂和HCN酸性污水的（长岭炼油厂等），但HCN的水解率仅有80～90%（重），净化水质亦较差，污物总含量大于100毫克/升。还有采用双塔（南京炼油厂等）或三塔（茂名石油公司炼油厂）汽提处理酸性水的方法，虽然净化水质有所改善，HCN的水解率有所提高，一般可达90～95%（重），但水蒸汽耗量较高，处理每吨酸性水耗水蒸汽200～250公斤。

加压水解法处理HCN是一项独立的技术，以前是采用一个加压水解塔，用水蒸汽加热到150℃左右，使HCN水解。酸性水在水解塔内的停留时间约为1.5小时，HCN的水解率可达95%（重）。除HCN后的酸性水再进行汽提，以除去NH₃和H₂S。

本发明的目的在于提出一种新的酸性水处理方法，特别是处理低浓度或高浓度含NH₃、H₂S、CO₂和HCN的酸性废水的最佳汽提、水解方法，使之处理效果更好，水蒸汽耗量更低。

本发明是采用汽提-水解塔和分馏塔处理含NH₃、H₂S、CO₂和HCN酸性水的方法。汽提-水解塔的上部为汽提段，下部为HCN的水解段。原料酸性水在汽提-水解塔的汽提段进行汽提，除去NH₃、H₂S和CO₂。汽提后的酸性水，在汽提-水解塔的水解段进行HCN的水解，除去HCN，净化水由塔底排出。汽提-水解塔顶部的富含水蒸汽气体，进入分馏塔，做为分馏塔NH₃和H₂S汽提的热源。分馏塔底部的液体，送入汽提-水解塔汽提段顶部，实现汽提-水解塔和分馏塔联合操作。

下面结合附图进一步描述本发明特征。

如附图所示。将经过沉降、分油的酸性污水，由泵经管线51送至换热器03、06换热后，进入汽提系统。

处理含NH₃、H₂S、CO₂和HCN酸性水时，可将进料酸性水的10～100%送入汽提-水解塔01的汽提段18，进料酸性水的0～90%经管65进入分馏塔02的上部。由重沸器04向汽提-水解塔01供水蒸汽。汽提段底部温度为140～180℃。

汽提-水解塔01为板式塔或填料塔，理论塔板数应不少于5，最好为5～10。原料酸性水进入汽提-水解塔01汽提段的位置，应设在自汽提段顶部向下数的第1至3块任一塔板上。分馏塔02为板式塔或填料塔，理论塔板数应不少于10，最好为10～20。该塔上部的直径较小部份，可采用填料，其理论塔板数应大于2，以便于温度的调节和产品质量的控制。

为进一步降低净化水中残留氨含量，改善净化水质，在水解段内设有液体分布板13和气体升气管16。原料酸性水经汽提-水解塔01汽提段汽提后，经分布板13向下流入水解段14，水解段内的水维持在140～180℃，停留时间30～150分钟，使HCN充分水解。然后，含有微量NH₃的净化水，溢流进入汽提-水解塔01的塔釜15内的泡罩塔盘17上。塔釜内引入少量水蒸汽，以汽提残存的微量NH₃，水蒸汽和NH₃经升气管16进入汽提段。经本方法处理后，由汽提-水解塔01底部排出的净化水，含污物NH₃+H₂S+CO₂+HCN）为10～100毫克/升，HCN的水解率不小于95%（重），最高达99%（重）。

汽提-水解塔01塔顶富含水蒸汽气体，经管线55，进入分馏塔02的下部。分馏塔02塔底液体，由泵05送入汽提-水解塔01，做为汽提-水解塔01顶部回流。在分馏塔02下部，靠自压，经管线57抽出富氨气相物流，抽出口温度为120～160℃，经管线58和冷却器07，将其温度调整到80～125℃后，进入分液罐08。分馏塔02抽出的富氨气相物流中，NH₃/（H₂S+CO₂）＞6（分子比），最好为8～20，（低于6，则氨纯度降低），抽出量为酸性水总进料量的5～10%（重）。抽出物流中的氨，在分液罐08中富集后，经管线60至冷却器10，进一步冷却和分凝，最后到分液罐11。从管62出口可得到纯度不小于99.5%（体）的气氨。分液罐11适宜的操作条件是：温度30～60℃，液相中NH₃/（H₂S+CO₂）＞10（分子比）。分液罐08的液体，经管59和泵09，送入分馏塔02下部侧线抽出口的上方。分液罐11的液体，靠自压去原料酸性水贮罐。

分馏塔02顶部温度维持在30～40℃，这可通过经管63喷入软化水或低浓度酸性水来调节。塔顶液相中NH₃/（H₂S+CO₂）＜1（分子比）。塔顶富H₂S气体中，含NH₃小于0.5%（体），可供硫磺回收用。分馏塔上部的液相抽出温度为60～80℃，经罐12分油后，返回塔内。

采用本发明的联体式汽提-水解塔，可将汽提和HCN的水解过程有机地联系起来，而不必设两座单塔，节省了设备和操作费用。同时，位于塔下部的水解段，由于消除了H₂S对HCN水解的干扰，比已知的加压水解法，效果更好，HCN的水解率不小于95%（重），最高达99%（重）。

本发明的另一优点是：汽提水解塔塔顶气体进入分馏塔，分馏塔塔底液体进入汽提-水解塔，故分馏塔底不需另设重沸器，简化了流程，节省了投资。

采用本发明方法处理酸性水，水蒸汽耗量低，处理每吨酸性水耗水蒸汽仅为120～180公斤，同时净化水质好，总污物含量为10～100毫克/升。此外，还可以得到纯度不小于99.5%（体）的气氨和氨含量不大于0.5%（体）的含H₂S和CO₂的酸性气体。

本发明既适用于处理低浓度，也适用于处理高

浓度含NH₃、H₂S、CO₂和HCN的酸性水，其污物浓度范围为1000～100000毫克/升。

实施例

在处理能力为20万吨/年酸性水处理装置上，按照前述方法，进行酸性水处理，其操作条件和结果见表。

由表中数据可以看出：

1.处理酸性水总污物浓度为1000～100000毫克/升。

2.处理每吨酸性水，水蒸汽耗量为120～180公斤。

3.HCN水解率达到95～99%（重）。

4.处理后净化水中总污物含量为10～100毫克/升。

5.产品气氨纯度不小于99.5%（体）。

6.供硫磺回收用酸性气体中，氨含量小于0.5%（体）。

实施例 1 2 3 4

主要操作条件

酸性水污物浓度，毫克/升 1000 100000 1000 100000

塔01进料位置，塔板数 2 2 2 2

塔01进料量，对总进料量%（重） 80 50 70 40

塔01汽提段温度，℃ 140 170 150 180

塔01水解段停留时间，分钟 60 150 30 90

塔02侧线抽出物中NH₃/（H₂S 6 8 7 9

+CO₂）（分子比）

塔02侧线抽出口温度，℃ 120 150 130 160

塔02侧线抽出量（对进料），% 5 8 7 10

（重）

塔02顶部温度，℃ 32 40 32 40

产品质量

气氨纯度，%（体） ≮99.5 ≮99.5 ≮99.5 ≮99.5

酸性气（H₂S，CO₂）中含NH₃，＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5

%（体）

净化水中总污物含量，毫克/升 10 70 40 100

HCN水解率，%（重） 95 99 95 99

水蒸汽耗量，公斤蒸汽/吨酸性水 120 150 130 180

Claims

1、一种用水蒸汽汽提和加压水解处理酸性水的方法，特别是处理含NH₃、H₂S、CO₂和HCN的酸性水，其特征在于：

(1)所说的酸性水进入汽提一水解塔01汽提段18的上部，水蒸汽进入汽提段18的下部，进行汽提，除去酸性水中的NH₃、H₂S、和CO₂；当部分酸性水进入汽提一水解塔01时，另一部分酸性水则进入分馏塔02；

(2)经汽提后的酸性水向下流入汽提一水解塔01的水解段14，在HCN的水解条件下，进行水解，除去HCN；

(3)经水解处理后含有微量NH₃的净化水，向下流入汽提一水解塔01的塔釜15，釜内引入水蒸汽，汽提出微量NH₃，净化水从塔后排出；

(4)自汽提一水解塔01塔顶导出的富含水蒸汽气体进入分馏塔02的下部，进行分馏；富含H₂S气体从该塔顶部排出；富NH₃气相物流自该塔下部(富含水蒸汽气体入口的上部)抽出，经冷却、分凝和分液后，得到高纯度气氨；分馏塔02底部液体送回汽提-水解塔01顶部，做塔顶部回流。

2、根据权利要求1所述的酸性水的处理方法，其特征在于：进料酸性水的10～100%进入汽提-水解塔01，0～90%进入分馏塔02。

3、根据权利要求1所述的酸性水的处理方法，其特征在于：汽提-水解塔01汽提段18的操作温度为140～180℃，酸性水进入汽提段18的位置，在自汽提-水解塔01顶部向下数第1至3块任一塔板上。

4、根据权利要求1所述的酸性水的处理方法，其特征在于：所述的水解条件为：操作温度140～180℃;酸性水在水解段14的停留时间为30～150分钟。

5、根据权利要求1所述的酸性水的处理方法，其特征在于：分馏塔02顶部的操作温度为30-40℃。

6、根据权利要求1所述的酸性水的处理方法，其特征在于：分馏塔02抽出的富NH气相物流中，NH₃/（H₂S+CO₂）（分子比）＞6，最好为8～20;抽出量为酸性水总进料量的5～10%（重）;抽出口温度为120～160℃。

7、一种用于处理酸性水的设备，特别是用水蒸汽汽提和加压水解处理含NH₃、H₂S、CO₂和HCN酸性水的设备，其特征在于：汽提-水解塔01包括汽提段18、水解段14和塔釜15。

8、根据权利要求7所述的处理酸性水的设备，其特征在于：汽提-水解塔01的汽提段18，其理论塔板数不少于5，最好是5～10;它可以是填料塔板或板式塔。

9、根据权利要求7所述的处理酸性水的设备，其特征在于：汽提-水解塔01的水解段14包括液体分布板13、气体升气管16。

10、根据权利要求7所述的处理酸性水的设备，其特征在于：塔釜15包括泡罩塔盘17。