專利名稱：外冷變換氣制堿清洗工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及外冷變換氣制堿工藝的設(shè)備-外冷式碳化塔的清洗工藝，屬于 化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變換氣制堿是我國(guó)創(chuàng)造的一項(xiàng)新的制堿工藝，它將合成氨生產(chǎn)中的變換氣直接通入純堿生產(chǎn)的碳化塔中， 一方面生產(chǎn)出重堿(NaHC03)，另一方面又脫除 了變換氣中的C02，將合成氨生產(chǎn)中的脫碳工序與聯(lián)堿生產(chǎn)中的壓縮工序、碳 化工序合三為一，有顯著的節(jié)能及節(jié)省投資的作用。1998年中國(guó)成達(dá)工程公司 與石家莊市聯(lián)堿廠合作，開發(fā)出適用于變換氣制堿的外冷式碳化塔(可簡(jiǎn)稱外 冷塔)，解決了傳統(tǒng)碳化塔用于變換氣制堿時(shí)因結(jié)構(gòu)不好不能很好適應(yīng)變換氣 制堿特點(diǎn)、也難于大型化等問題，此后變換氣制堿技術(shù)更是得到了迅速的發(fā)展。傳統(tǒng)的純堿生產(chǎn)(非變換氣制堿)流程是將幾個(gè)碳化塔組成一組，其中一 臺(tái)輪換清洗；清洗作業(yè)除在塔內(nèi)加入液體外，還需從塔底通入氣體攪動(dòng)，以加 速疤的溶解， 一般都通入C02濃度低的窯氣進(jìn)行清洗。但在變換氣制堿流程中，沒有窯氣。最初曾采用將制堿塔(正在制堿作業(yè) 的碳化塔)與清洗塔(待清洗或正清洗的碳化塔)串聯(lián)的流程進(jìn)行洗塔(如圖 l所示)，但由于當(dāng)時(shí)變換氣制堿采用傳統(tǒng)的碳化塔結(jié)構(gòu)，出制堿塔的尾氣中的 C(V濃度，達(dá)不到合成氨生產(chǎn)的要求。采用串塔作業(yè)后，制堿塔尾氣進(jìn)一步經(jīng) 清洗塔吸收，出清洗塔的尾氣中的C(V濃度能達(dá)到合成氨生產(chǎn)要求，同時(shí)解決 了清洗氣源問題；但串塔流程有兩個(gè)比較大的缺點(diǎn) 一是變換氣要經(jīng)過兩個(gè)塔， 系統(tǒng)壓降增加，能耗大；二是碳化塔最多只能三塔一組，否則清洗塔氣速太高， 出氣帶液嚴(yán)重，這樣實(shí)際降低了塔的作業(yè)率。
適用于變換氣制堿的外冷式碳化塔開發(fā)成功后，由于該塔吸收效率高，出塔尾氣可以達(dá)到合成氨生產(chǎn)要求；同時(shí)外部冷卻器(可簡(jiǎn)稱外冷器)與碳化塔 塔體之間設(shè)有角閥，可以切斷進(jìn)行清洗。當(dāng)塔作業(yè)幾十小時(shí)后，外冷器傳熱面 上因結(jié)疤降低傳熱效率，這時(shí)可關(guān)閉角閥，對(duì)外冷器進(jìn)行清洗，同時(shí)開啟另一 臺(tái)洗好的外冷器(每臺(tái)碳化塔均配設(shè)有1組至少2臺(tái)外冷器，外冷器可輪換清 洗)，這樣碳化塔塔體本身可較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)，不必經(jīng)常倒換清洗，故不需 要串塔作業(yè)，且可使尾氣C02濃度達(dá)到合成氨生產(chǎn)要求，降低系統(tǒng)壓降，降低 能耗；但外冷塔由于沒有合適的清洗氣源，無法用母液洗塔。而且，當(dāng)碳化塔 塔體作業(yè)到一個(gè)月左右時(shí)，由于塔壁內(nèi)也要結(jié)疤，影響作業(yè)，還是需要停塔清 洗。原設(shè)計(jì)為采用母液清洗，實(shí)際生產(chǎn)中由于塔體作業(yè)一個(gè)月左右，塔壁內(nèi)結(jié) 疤很厚，而且無氣體攪動(dòng)，單純采用母液洗，需要好幾天才能清洗干凈，對(duì)生 產(chǎn)影響較大。因此，實(shí)際生產(chǎn)中一般都采用加水并通入蒸汽升溫兼攪動(dòng)的煮塔 作業(yè)清洗，使塔內(nèi)的堿垢溶解后，再恢復(fù)生產(chǎn)。由于煮塔水中含堿及氯、銨等 離子，如直接向外排放，將對(duì)環(huán)境造成較大污染。而當(dāng)前我國(guó)環(huán)保壓力很大， 對(duì)工廠的三廢排放要求也越來越嚴(yán)，因此，開發(fā)新的環(huán)保型外冷變換氣制堿清 洗工藝很有必要。此外，碳化塔與外冷器之間的角閥膠墊也有一定使用壽命， 需要定期更換，更換膠墊時(shí)也要影響正常生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種新的外冷變換氣制堿清洗工藝，該工藝不污染環(huán) 境，且對(duì)生產(chǎn)影響較小。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是外冷變換氣制堿清洗工藝，在現(xiàn)有外冷式變換氣制堿工藝基礎(chǔ)上，將至少 2臺(tái)外冷式碳化塔并聯(lián)成一組，每臺(tái)碳化塔與1組外冷器相連接，每臺(tái)碳化塔 作業(yè)數(shù)天(一般3 4天)后輪換清洗，與其連接的外冷器也同時(shí)清洗；清洗 期間，除清洗塔(待清洗的碳化塔)外的其它碳化塔繼續(xù)制堿作業(yè)；清洗時(shí)，在清洗塔中通入溫度為35 42'C的氨母液n,同時(shí)將從制堿塔(碳化塔)出來 的部分碳化尾氣在出塔壓力基礎(chǔ)上增壓0. 2 0. 25MPa后通入清洗塔中(氨母 液II和尾氣的通入量可根據(jù)清洗塔的體積大小調(diào)整)，加速清洗塔中疤的溶解，達(dá)到清洗目的；同時(shí)，清洗塔內(nèi)的部分氨母液n經(jīng)上部連接管進(jìn)入與清洗塔連接的外冷器，再?gòu)南虏窟B接管流回清洗塔內(nèi)，由此對(duì)外冷器進(jìn)行清洗；最后從 清洗塔出來的尾氣與從制堿塔出來的另一部分碳化尾氣合并后作為合成氨生 產(chǎn)的原料脫碳?xì)猓瑥那逑此懦龅陌蹦敢篒I送入制堿塔中制堿。上述外冷變換氣制堿清洗工藝中，將多臺(tái)塔并聯(lián)成一組，可以提高塔的作 業(yè)率，塔的數(shù)量增加，在一定程度上可提高塔的作業(yè)率；具體并聯(lián)臺(tái)數(shù)可根據(jù) 生產(chǎn)車間情況及成本控制等因素合理設(shè)置；可優(yōu)選將2 6臺(tái)外冷式碳化塔并 聯(lián)成一組作業(yè)；或進(jìn)一步優(yōu)選采用4臺(tái)外冷式碳化塔并聯(lián)成一組作業(yè)的方案。上述外冷變換氣制堿清洗工藝是將待清洗的碳化塔和與其連接的外冷器 同時(shí)清洗，因此，碳化塔與外冷器之間不需再設(shè)置切斷裝置一角閥，也就避免 了更換角閥膠墊等給生產(chǎn)帶來的不利影響。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 (1 )、本發(fā)明外冷變換氣制堿清洗工藝將清洗塔排出的氨母液II送入制堿 塔中制堿，不產(chǎn)生煮塔水，即不排放污水，不污染環(huán)境，達(dá)到環(huán)保型生產(chǎn)的目 的。(2)、本發(fā)明外冷變換氣制堿清洗工藝中，由于只用一部分從制堿塔出來 的尾氣加壓后進(jìn)入清洗塔循環(huán)清洗，不是全部尾氣都通過清洗塔，因此耗能較 少，且不存在清洗塔氣速過高等問題，可實(shí)現(xiàn)4 6塔甚至更多塔并聯(lián)成一組 作業(yè)，可大大提高塔的作業(yè)率，減小清洗操作給生產(chǎn)帶來的不利影響。(3 )、本發(fā)明外冷變換氣制堿清洗工藝實(shí)現(xiàn)了碳化塔與外冷器同時(shí)清洗， 因此取消了碳化塔與外冷器之間的切斷裝置一角閥，不僅避免了更換角閥膠墊 等給生產(chǎn)帶來的不利影響，還可使清洗操作更為簡(jiǎn)單，進(jìn)一步提高作業(yè)率；并
可減少設(shè)備維護(hù)成本。


圖1是非外冷式碳化塔變換氣制堿清洗工藝流程示意圖。圖2是本發(fā)明外冷變換氣制堿清洗工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。實(shí)施例l本實(shí)施例為年產(chǎn)重堿20萬噸外冷變換氣制堿裝置的清洗工藝，其流程示意圖如圖2所示將4臺(tái)直徑(i) 2800/3800的外冷式碳化塔并聯(lián)成一組，每臺(tái)碳化塔與1組 (3臺(tái))外冷器相連接，每臺(tái)碳化塔作業(yè)3天后輪換清洗，待清洗的碳化塔和 與其連接的各外冷器同時(shí)清洗；清洗期間，除清洗塔外的其它制堿塔繼續(xù)制堿 作業(yè)，即3臺(tái)制堿，1臺(tái)清洗；每臺(tái)碳化塔制堿時(shí)間約72小時(shí)，清洗時(shí)間約 24小時(shí)。清洗時(shí)，在清洗塔中通入約35 37'C的氨母液n，同時(shí)將從制堿塔出來的 部分碳化尾氣通過增壓機(jī)增壓約O. 25MPa后通入其中，加速清洗塔中疤的溶解， 達(dá)到清洗目的；同時(shí)，清洗塔內(nèi)的部分氨母液II經(jīng)上部連接管進(jìn)入與清洗塔連 接的外冷器，再?gòu)南虏窟B接管流回清洗塔內(nèi)，由此對(duì)外冷器進(jìn)行清洗。最后從清洗塔出來的尾氣與從制堿塔出來的另一部分碳化尾氣合并后作 為合成氨生產(chǎn)的原料脫碳?xì)?；從清洗塔排出的氨母液II則送入制堿塔中制堿， 不需向外排放。實(shí)施例2本實(shí)施例外冷變換氣制堿清洗工藝流程示意圖如圖2所示將5臺(tái)直徑為(J) 3200/(1)4800的外冷式碳化塔并聯(lián)成一組，每臺(tái)碳化塔與l組(4臺(tái))外冷器相連接，每臺(tái)碳化塔作業(yè)4天后輪換清洗，待清洗的碳化 塔和與其連接的各外冷器同時(shí)清洗；清洗期間，除清洗塔外的其它制堿塔繼續(xù) 制堿作業(yè)，即4臺(tái)制堿，1臺(tái)清洗；每臺(tái)碳化塔制堿時(shí)間約96小時(shí)，清洗時(shí)間 約18小時(shí)。清洗方法與實(shí)施例1基本相同，即在清洗塔中通入約40 42'C的氨母液 II，同時(shí)將從制堿塔出來的部分碳化尾氣通過增壓機(jī)增壓約0.2MPa后通入其 中，加速清洗塔中疤的溶解，達(dá)到清洗目的；同時(shí)，清洗塔內(nèi)的部分氨母液II 經(jīng)上部連接管進(jìn)入與清洗塔連接的外冷器，再?gòu)南虏窟B接管流回清洗塔內(nèi)，由 此對(duì)外冷器進(jìn)行清洗。與實(shí)施例1相同，最后從清洗塔出來的尾氣與從制堿塔出來的另一部分碳 化尾氣合并后作為合成氨生產(chǎn)的原料脫碳?xì)?；清洗塔排出的氨母液II則送入制 堿塔中制堿，不需向外排放。
權(quán)利要求
1.外冷變換氣制堿清洗工藝，將至少2臺(tái)外冷式碳化塔并聯(lián)成一組，每臺(tái)碳化塔與1組外冷器相連接，每臺(tái)碳化塔作業(yè)3～4天后輪換清洗，與其連接的外冷器也同時(shí)清洗；清洗期間，除清洗塔外的其它碳化塔繼續(xù)制堿作業(yè)；清洗時(shí)，在清洗塔中通入溫度為35～42℃的氨母液II，同時(shí)將從制堿塔出來的部分碳化尾氣在出塔壓力基礎(chǔ)上增壓0.2～0.25MPa后通入清洗塔中，加速清洗塔中疤的溶解；同時(shí)，清洗塔內(nèi)的部分氨母液II經(jīng)上部連接管進(jìn)入與清洗塔連接的外冷器，再?gòu)南虏窟B接管流回清洗塔內(nèi)，由此對(duì)外冷器進(jìn)行清洗；最后從清洗塔出來的尾氣與從制堿塔出來的另一部分碳化尾氣合并后作為合成氨生產(chǎn)的原料脫碳?xì)猓瑥那逑此懦龅陌蹦敢篒I送入制堿塔中制堿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外冷變換氣制堿清洗工藝，其特征在于-所述的外冷變換氣制堿清洗工藝中，將2 6臺(tái)外冷式碳化塔并聯(lián)成一組 作業(yè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外冷變換氣制堿清洗工藝，其特征在于所述的外冷變換氣制堿清洗工藝中，將4臺(tái)外冷式碳化塔并聯(lián)成一組作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種外冷變換氣制堿清洗工藝，將至少2臺(tái)外冷式碳化塔并聯(lián)成一組，每臺(tái)碳化塔與1組外冷器相連接；每臺(tái)碳化塔作業(yè)數(shù)天后輪換清洗，與其連接的外冷器也同時(shí)清洗；清洗期間，除清洗塔外的其它碳化塔繼續(xù)制堿作業(yè)；清洗時(shí)，在清洗塔中通入氨母液II，同時(shí)將從制堿塔出來的部分碳化尾氣增壓后通入清洗塔中，加速清洗塔中疤的溶解；從清洗塔出來的尾氣與從制堿塔出來的另一部分碳化尾氣合并后作為合成氨生產(chǎn)的原料脫碳?xì)?，從清洗塔排出的氨母液II送入制堿塔中制堿。本發(fā)明清洗工藝不排放污水，不污染環(huán)境；且可實(shí)現(xiàn)2～6塔甚至更多塔并聯(lián)成一組作業(yè)，可大大提高塔的作業(yè)率，減小清洗操作給生產(chǎn)帶來的不利影響。
文檔編號(hào)C01D7/10GK101157462SQ20071005001
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者劉蘭蓓, 周光耀, 徐雨欣, 李瑞峰, 李長(zhǎng)勝, 波 胡, 范志祥, 陳建如 申請(qǐng)人:中國(guó)成達(dá)工程公司