φ1000铜洗塔内件改造技术总结

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1、Φ1000铜洗塔内件改造技术总结孙斌1，张军保21、湖南金信化工有限公司，冷水江市禾青镇，417506；2、天津天大天久科技有限公司，天津市南开区，300072摘　要：原有的以鲍尔环散堆填料为内件的合成氨净化系统铜洗塔存在吸收效果和效率较差、气体处理能力不足、系统生产不稳定的问题，应用高效规整填料及内件替代鲍尔环散堆填料改造原有铜洗后，取得了显著的节能降耗效果。关键词：铜洗塔，鲍尔环填料，规整填料，内件，节能降耗1　Φ1000铜洗塔的运行现状湖南金信化工有限公司年产合成氨18万吨。原料气中的CO、CO2等杂质，经中压变换、联醇生产后，最后由铜氨液洗涤工艺完成合成氨原料气体的净化精炼

2、。铜氨液洗涤工艺吸收CO、CO2的关键设备是铜洗塔，其基本结构见图1，技术特性见表1，铜洗塔工艺运行状况（指标）如下：①铜液循环量：～54m3/h②铜液主要成份：Tcu=2.0～2.5mol/l，TNH3=9～11mol/l，THAC=2.2～2.5mol/l③铜液进口压力：≤12.7MPa④铜液进口温度：8～15℃⑤铜液出口温度：16～20℃⑥原料气体进口压力：≤12.5MPa⑦进口原料气流量：～43500Nm3/h（最高值）⑧进口原料气成份：H2+N2≈96%，CO≈2.5%，CO2≈0.5%，O2+CH4+Ar+H2S等≈1%铜洗塔内件为鲍尔环散堆填料，由于该型填料传质效果欠

3、佳，操作弹性少，使铜洗塔吸收效果和效率较差，气体处理能力不足，系统生产不稳定。操作中，为提高铜液吸收效果，常采取加大铜液循环量的办法，因此铜液泵不得不全部投入运行，造成铜泵的维护管理无序；另外，铜液量加得过大，又易引起铜洗塔带液事故。为有效解决铜洗塔存在的问题，该公司决定应用高效填料及内件改造现有铜洗塔。要求在外壳不动，管口不变的前提下，达到如下目标：①铜液循环量：与改造前工艺参数同等条件下，铜液循环量降低20～30%；②系统阻力不增加，△P≤0.1MPa；③不出现带液现象；④进塔气接近工艺指标下，出口微量≤30PPm。图1，Φ1000铜洗塔外壳及鲍尔环内件结构示意a、液位计接口，

4、b、铜洗塔气体出口，c、铜氨液进口，d、原料气体入口，e、溶液放出口，f、铜氨液出口表1Φ1000铜洗塔技术特性项目名称特　　　　性工作压力/MPa＜13.0设计压力/MPa13.0工作温度/℃＜50设计温度/℃50物料名称、原料气体(H2、N2、CO、CO2CH4、O2、Ar、H2S等)、醋酸铜氨液（简称铜液）全容器/m314.1主体材质16MnR容器类别三类2　铜洗塔改造方案2.1改造方案的基本内容经过技术招标，该公司选定了天津天大天久科技有限公司的改造方案，以解决铜洗塔的问题。该方案采用规整填料更换原有鲍尔环填料，塔体外壳及管口大小、方位维持现状（参见图2）；铜洗塔内共装设两

5、段规整填料，总高度与原鲍尔环基本一致；在上、下段填料顶部分别设置液体分布和再分布装置，气体进、出口处分别设置分布装置和除沫装置；塔内件不与塔壁焊接，依靠再分布器和稍加改制的原填料支架支承上、下段填料；塔内原气体和液体进口接管小部分去除后分别与新内件焊接或法兰连接。图2，铜洗塔改造后结构示意1、原进液管2、丝网除沫器3、液体分布管4、槽式液体分布器　　5、填料压圈（二）6、规整填料7、填料支承8、槽盘式液体分布器9、填料压圈（一）10、规整填料11、填料支承12、气体分布器13、原进气管2.2改造特点铜洗塔内进行着高压气体化学吸收的过程，气体密度和液体的喷淋密度均较高，为达到吸收（传

6、质）的高效性及良好的工艺操作性能，对填料及内件的性能提出了很高的要求：填料必须有足够的气液接触表面积和均匀、足够的气体、液体通道；液体分布器则应保证铜液均匀地分布；同时，还要求有良好的操作弹性。为此，改造中采取了以下几项措施：①采用JKB250-Y型规整板波纹填料。该填料与散堆鲍尔环填料相比具有更优良的传质效率、压降性能和操作弹性（参见表2）。在因分布器的设置使填料高度降低的情况下，仍能提供足够的气、液接触面积，为铜洗塔增加气体通量和提高吸收效率打下了坚实的基础。同时该填料对液体或气体在塔截面上有较好的自分布作用，消除了散堆填料易造成的偏流、沟流等弊端，有效地提高了其吸收效率；表2

7、，规整填料与鲍尔环填料性能比较项目名称　　　JKB-250Y规整填料φ50鲍尔环理论板当量高度HETP/m　0.32-0.390.49-0.55比表面积/m2/m3　250112空隙率/%　9794压力降/kPa/m　0.03-0.30.1-1.2弹性负荷因子F/m/s(kg/m3)0.5　0.8-3.50.9-2.1②采用分布性能好的二级槽式液体分布器。填料塔的效率除与本身特性有关外，还与液体的均布效果有很大关系。因此，采用高效填料必须有结构合理的塔内件，特别是性能