文 献 综 述

1. 课题研究背景及内容

1.1.课题研究背景

炼油厂在加工含硫原油的过程中，常减压、催化裂化、重整加氢等装置会产生酸性含硫污水，一般而言,含流污水中硫化氢的含量在5000~ 25000mg /L, 氨的含量在5000~ 30000mg /L, 二氧化碳的含量在1500mg /L左右, 同时还有一定量的挥发酚(一般为苯酚) 含量500mg /L以下、氰化物及油类^[1]。这些废水中很多物质对人及环境有很大的危害, 另外一些物质在系统中还会造成设备的腐蚀、结垢, 以及对后续处理过程造成扰, 例如, 氨对微生物有抑制作用, 还会影响后续的生化处理^[2]，因此对这些废水进行深度处理前, 一般需预处理脱除酸性气体和氨。目前国内外处理酸性污水的方法主要有氧化法和汽提法^[3]，氧化法主要是将污水中的H₂S氧化成硫代硫盐、硫酸盐和亚硫酸盐等，汽提法主要是处理含铵盐硫化物污水，水蒸气或其他介质进入液相，使液相中的杂质转化成气相中的H₂S和NH₃。由于酸性气体及氨在高温下溶解度降低, 因此常采用汽提方式进行脱除和回收^[4]。

1.2课题研究内容

中国扬子石化油渣加氢、新建高压加氢裂化、芳烃厂加氢裂化、370万和120万柴油加氢装置排放的酸性水中含H₂S 2.06%(wt)，NH₃ 1.34%(wt)，本课题拟对国内外的酸水汽提工艺的优缺点进行分析，从工艺流程、能耗、产品质量等角度选取最优汽提流程，用Aspen Plus软件对扬子石化的酸水进行汽提模拟。

2. 酸水汽提工艺研究进展

酸性水汽提工艺主要有四种工艺流程：单塔加压侧线抽出汽提，单塔低压全吹出汽提，双塔加压汽提及双塔高低压汽提。国内普遍应用的是双塔加压汽提工艺和单塔加压侧线抽出汽提工艺。

2.1双塔加压汽提工艺

双塔加压汽提工艺^[5]是在加压状态下，采用双塔分别汽提酸性水中的硫化氢和氨：即原料酸性水经脱气除油后，首先进入硫化氢汽提塔上部，塔底用蒸汽加热汽提，塔顶酸性气送至硫磺回收部分回收硫磺，塔底含氨污水送至氨汽提塔进一步处理；氨汽提塔底用蒸汽加热汽提，塔底净化水冷却后送至上游装置回用，塔顶富氨气经两级分凝后得到富氨气，采用浓氨水洗涤和脱硫剂进一步精制后，通过压缩、冷凝后得到副产品液氨。该工艺流程复杂，蒸汽耗量、能耗、投资及占地均较高，但可以处理硫化氢及氨浓度都更高的酸性水，其副产氨气质量可达到国标合格品标准。适于处理量较大，硫化氢及氨浓度都很高，回收的液氨有出路的场合。流程如图2-1。

图2-1双塔加压汽提工艺流程图

1#8212;原料水泵; 2#8212;硫化氢汽提塔; 3#8212;酸性气脱液罐; 4#8212;氨汽提塔; 5#8212;回流泵; 6#8212;氨汽提塔顶回流罐; 7#8212;二级分液罐; 8#8212;氨精制器; 9#8212;氨压机; 10、11#8212;重沸器

2.2单塔加压侧线抽出汽提工艺

该工艺是在单塔无侧线加压汽提和双塔加压的基础上由我国自行研制和开发的一项技术，涉及专利技术如中国专利CN90107237.0^[6]。该工艺实质上是把双塔汽提流程中的氨汽提塔和酸性气体汽提塔用一个加压单塔所取代，利用H₂S和CO₂的相对挥发度高于氨的特性，先将污水种的H₂S和CO₂从汽提塔塔顶汽提出去，在通过控制适宜的塔体温度，在塔中部对氨进行提浓，通过侧线抽出，使用变温变压的三级分凝的方法获得较高纯度的氨气。具体而言，单塔加压侧线抽出汽提工艺主要包括汽提塔和三级分凝系统两部分，主汽提塔主要采用高温单塔加压汽提侧线抽氨工艺，以达到分离酸性汽提和氨气的目的。除油后的废料水经增压泵分为冷进料和热进料两部分分别进入汽提塔的塔顶和中部，其中冷进料被冷却器冷却后加入到汽提塔的第一块塔板，热进料需要与塔釜采出物流、侧线采出物流换热后进入汽提塔的中上部作为热进料。塔顶采出的酸性气体经冷却后进入酸性气分液罐，分液后送至硫磺回收部分；控制适当的塔体温度，可在塔的中部形成NH3浓度较大的气液混合相，这些浓度较高的气相从塔的中间侧线采出，采用三个分凝器，使用逐级变温变压的方法进一步浓缩为纯度大于99%^[7]的氨气。

较加压双塔工艺而言，单塔加压侧线抽出汽提法具有流程简单、投资少、能耗低、可同时回收H₂S和NH₃等工业原料、操作灵活且平稳等优点，目前已在国内大型炼油厂广泛使用^[8]。除此之外，王佳兵^[9]等用Aspen Plus软件对工艺进行了模拟与优化，林宵红等^[10]针对现场装置提出了节能降耗的技术改造和措施，并获得成效。

图2-2单塔加压侧线抽出汽提工艺