摘要：某焦化廠煤氣凈化生產(chǎn)采用UW500DCS控制系統(tǒng)，分別對(duì)冷凝、脫硫、硫銨、終冷洗苯、粗苯回收等工段及公輔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)DCS 控制，所有工藝參數(shù)檢測(cè)、設(shè)備運(yùn)行、停止、事故、聯(lián)鎖、監(jiān)視、控制都由操作工在中央控制室完成。
一、工藝簡(jiǎn)介
焦化是將煤送進(jìn)焦?fàn)t進(jìn)行加熱到1000℃左右，產(chǎn)生出來(lái)的焦碳冷凝以后送到篩焦。煤焦化過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣送到冷鼓工段，將其中的焦油提取出來(lái)，出來(lái)的煤氣再經(jīng)過(guò)脫硫塔將硫脫離出來(lái)回收，再到洗苯塔和脫苯塔將苯分離出來(lái)，產(chǎn)生的硫和焦化產(chǎn)生的氨水進(jìn)行反應(yīng)生成硫銨，經(jīng)脫苯以后的煤氣送到焦?fàn)t燃燒給煤焦化提供熱量。
本工程采用氨硫循環(huán)洗滌脫硫洗氨工藝,它包含煤氣的脫硫洗氨和脫硫富液的脫酸和蒸氨四個(gè)工藝單元。煤氣中氨用蒸氨后的汽提水洗滌吸收,煤氣中的H2S、HCN以及CO2等酸性氣體則用煤氣中的氨作為堿源,即用洗氨后的富氨水和脫酸貧液吸收。脫硫富液再經(jīng)過(guò)脫酸和蒸氨循環(huán)使用。
二、系統(tǒng)配置
整個(gè)DCS系統(tǒng)由六臺(tái)操作員站、一臺(tái)工程師站、三個(gè)控制站、十個(gè)擴(kuò)展柜組成。三個(gè)控制站分別為：焦?fàn)t控制站、鼓風(fēng)機(jī)控制站、硫銨中控站。硫銨中控站包括七個(gè)遠(yuǎn)程控制站，有冷凝、油庫(kù)、循環(huán)水、空壓站、制冷站、脫硫、洗苯脫苯等工藝控制及硫銨中控集中控制。六臺(tái)操作員站分別完成對(duì)各個(gè)界區(qū)的監(jiān)控，工程師站負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的軟件維護(hù)，網(wǎng)關(guān)站負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)送到公司管理網(wǎng)上。
三、工藝控制要求
來(lái)自煤氣鼓風(fēng)機(jī)的煤氣進(jìn)入H2S洗滌塔下部的終冷段,被循環(huán)終冷水噴淋冷卻,冷卻至23℃,進(jìn)入H2S洗滌塔的中段。終冷水經(jīng)間接式換熱,冷卻至22℃循環(huán)使用。在H2S洗滌塔中段,煤氣被來(lái)自該塔上段的富氨水(經(jīng)冷卻已移走反應(yīng)熱)和脫酸塔的脫酸貧液(經(jīng)換熱、冷卻)噴灑洗滌,脫除其中的大部分H2S后,進(jìn)入該塔的上段。中段下部的富液(含NH3、H2S、HCN)自流入富液槽,用泵抽出經(jīng)過(guò)濾器送往脫酸蒸氨。
在H2S洗滌塔上段,煤氣經(jīng)來(lái)自洗氨塔的半富氨水和溶劑脫酚后的剩余氨水(均經(jīng)冷卻)噴淋洗滌。脫硫塔上段下部的富氨水用泵抽出,經(jīng)冷卻器冷卻至23℃送入H2S 洗滌塔的中段噴淋煤氣。
洗氨塔下部設(shè)有堿洗段,用循環(huán)堿液噴淋,最終脫除煤氣中的H2S。連續(xù)抽出部分循環(huán)堿液至固定銨塔,并連續(xù)補(bǔ)充新堿。堿洗后的煤氣進(jìn)入洗氨塔上段。經(jīng)堿液吸收后,煤氣中的H2S可降至0.2g/m3 以下。
在洗氨塔頂部用揮發(fā)氨塔來(lái)的汽提水(經(jīng)換熱、冷卻)噴淋洗氨。為保證洗氨后煤氣含NH3 ≤ 0.03g/m3, 往汽提水中加入適量的硫酸,調(diào)控pH值6左右。洗氨后的半富氨水經(jīng)冷卻后入H2S洗滌塔上段。洗氨后的煤氣進(jìn)入洗苯塔下部。
洗滌單元的富液經(jīng)過(guò)濾器后,約1/3的冷富液送至脫酸塔上部。其余部分富液經(jīng)板式換熱器分別與脫酸塔底排出的脫酸貧液、固定銨塔底排出的蒸氨廢水以及揮發(fā)銨塔底排出的汽提水并聯(lián)換熱, 然后進(jìn)入脫酸塔中部, 脫酸塔工作的熱源來(lái)自于揮發(fā)氨蒸餾塔和固定銨蒸餾塔中部及頂部排出的混合氨汽。從脫酸塔頂逸出的酸氨汽的主要成分是CO2、H2S、HCN 和NH3。塔頂逸出酸氨汽根據(jù)后續(xù)工藝配置情況, 酸氨汽體可直接進(jìn)入復(fù)合爐生產(chǎn)元素硫和進(jìn)行氨分解。也可用酸汽泵將酸氨汽體抽入硫銨系統(tǒng)用間接飽和器法生產(chǎn)硫銨后送入克勞斯?fàn)t生產(chǎn)元素硫。
當(dāng)后續(xù)工藝配置獨(dú)立的克勞斯?fàn)t和氨分解爐時(shí), 脫酸塔頂溫度控制在65℃,塔頂逸出的酸汽(主要成分是CO2、H2S、HCN及少量的NH3)直接進(jìn)入生產(chǎn)元素硫的克勞斯?fàn)t, 而固定銨塔頂溫度通過(guò)分縮器控制在85℃,塔頂氨汽進(jìn)入氨分解爐,在1000～1200℃溫度和催化劑的作用下進(jìn)行分解為N2和H2,生成低熱值尾氣。經(jīng)廢熱利用后再進(jìn)一步冷卻, 與克勞斯?fàn)t產(chǎn)生的過(guò)程氣一同混入焦?fàn)t煤氣之中, 對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。其主要設(shè)備與克勞斯?fàn)t系統(tǒng)基本一致。克勞斯?fàn)t系統(tǒng)作為氨分解爐檢修時(shí)的備用爐。
脫酸塔底部排出的脫酸貧液用泵抽出, 一部分不經(jīng)換熱直接送往固定銨塔和揮發(fā)銨塔蒸餾, 而另一部分經(jīng)與富液換熱后再經(jīng)二段冷卻至23℃送往脫硫塔。
在固定銨塔和揮發(fā)銨塔內(nèi)用直接蒸汽對(duì)脫酸貧液進(jìn)行蒸氨。為節(jié)省蒸汽用量, 設(shè)有蒸汽噴射器, 將蒸氨用的部分直接蒸汽通過(guò)噴射器造成負(fù)壓, 使蒸氨廢水和汽提水部分汽化, 所產(chǎn)生的二次蒸汽與直接蒸汽混合進(jìn)入蒸氨塔。
從固定氨塔的上部加入洗滌工段來(lái)的堿, 用于分解固定銨。揮發(fā)氨塔底部的汽提水用泵抽出, 經(jīng)與富液換熱, 再經(jīng)兩段冷卻至23℃送往洗氨塔頂部噴淋洗氨。
固定氨塔底部的蒸氨廢水用泵抽出, 經(jīng)與富液換熱, 再經(jīng)蒸氨廢水冷卻器冷卻后大部分送往生化處理, 少量廢水經(jīng)設(shè)在洗滌工段的冷卻器冷卻至22℃送往洗氨塔下部的堿洗段作堿液稀釋水。
主要工藝操作控制指標(biāo)：
脫硫塔、洗氨塔阻力( 臺(tái))：1.5kPa
終冷水溫度：21℃
入各塔洗滌液溫度：23℃
入脫酸塔熱富液溫度：88℃
脫酸塔頂部壓力：32kPa
脫酸塔頂酸汽溫度：65 ～ 70℃
入脫酸塔氨汽溫度：102 ～ 105℃
入固定銨塔蒸汽流量與脫酸貧液流量之比：(0.2 ～ 0.3) ∶ 1
固定銨塔分縮器后氨汽溫度：85℃
蒸氨廢水質(zhì)量：固定銨≤ 0.25g/L 揮發(fā)氨≤ 0.15g/L pH 值7 ～ 9
汽提水質(zhì)量：揮發(fā)氨≤ 0.085g/L pH 值5 ～ 7
脫酸貧液：揮發(fā)氨15 ～ 25g/L H2S ≤ 3.5g/L
四、應(yīng)用效果
UW500集散控制系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t和化產(chǎn)系統(tǒng)達(dá)產(chǎn)增效的目標(biāo)，奠定了充足的數(shù)據(jù)參考依據(jù)，同時(shí)提供了有效的控制手段，實(shí)踐證明該系統(tǒng)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，提高經(jīng)濟(jì)效益作出了貢獻(xiàn)。
（轉(zhuǎn)載）
