马红兵，杨建磊，曹伟丽
（山西永鑫煤焦化有限责任公司，山西 临汾 042509）
硫铵是焦化生产过程中不可缺少的工序，随着焦炉大型化的发展，环保攻坚治理的不断提升，焦化生产的各个环节发生了微小的变化，生产管理理念应当紧跟变化，才能实现焦化企业化工系统的稳定运行。
山西永鑫煤焦化有限责任公司120万t/a焦化配套化产硫铵工序饱和器，主要承担回收氨法脱硫后煤气中剩余的氨，生产合格的煤气供粗苯及甲醇系统使用，在设计生产过程中由于多种因素影响，使得硫铵生产检修及工艺问题较多，严重制约系统的长周期稳定运行。为有效解决生产、检修中存在的问题，生产技术人员通过分析制定了相应的方案和措施，改善了硫铵的生产运行现状。
（1）饱和器器后含氨指标一直相对偏高；
存在氨损失以及制约洗苯操作的问题。
（2）饱和器满溜槽泡沫溢流，主要是在冬季和系统大加酸时比较严重，会导致硫铵生产现场环境较差。
（3）饱和器出口阀门腐蚀，致使饱和器的出口阀门内漏严重，给硫铵工段的日常检修造成很大的不便，存在较大的安全隐患。
（4）煤气预热器列管腐蚀和堵塞，导致预热器阻力一直偏高，影响煤气输送的同时，还会造成能耗增加。
（5）碳钢材质满溜槽腐蚀，频繁出现槽体漏点，使得生产班组频繁倒用设备，不仅增加了员工的劳动强度，也不利于煤气中氨的回收及晶核的形成和生产。
（6）结晶槽回流管由于回流不畅，导致回流过程中偶而出现反液情况。
（7）小母液喷洒效果不佳，导致在生产运行过程中频繁出现器后含氨波动。
（1）器后含氨一直保持在100 mg/m3以下，而多数同行业焦化器后含氨指标控制在30 mg/m3以下，存在一定差距，为此技术人员从设计角度、运行控制角度经过多方位的分析，综合现场员工反映的运行状况，主要是由于喷洒母液含有的结晶较多，导致吸收效果不佳。经查阅设计图纸，将饱和器吸收室至沉降室的降液管距底部位置进行调整，割除了降液管200 mm，促使母液在沉降室分层效果得到改善，增加了母液的吸收推动力。经过一段时间的运行，饱和器器后含氨指标基本稳定在40～50 mg/m3。
（2）满流槽在日常生产过程中频繁出现溢流起泡沫的情况，起泡沫的原因主要是由于煤气中含有的焦油影响、母液酸浓度控制低影响、外购的硫酸为再生硫酸影响、硫酸中含有的砷类物质影响。但实际运行过程中通过对各影响因素逐一排查，煤气中含有焦油量很低一直控制在20 mg/m3以下，且通过电捕后尚有氨法脱硫运行，煤气中焦油含量难以升高，此因素首先排除；
随着山西永鑫煤焦化有限责任公司脱硫废液制酸的运行，焦化低品质硫酸在硫铵生产过程中使用，不存在再生酸含杂质影响，此因素再次排除；
对于焦化低品质硫酸进行外检，检测硫酸中含砷指标远远低于国家硫酸产品标准中砷的含量要求，又一原因排除；
工程技术人员对生产过程中母液指标排查，其一直控制酸度在3%～6%，在硫铵系统大加酸的过程中酸度相对较高，达到18%～20%。符合工艺指标控制要求，影响因素再次排除。
通过与岗位人员多次交流及员工描述，加酸降酸过程中会产生大量的泡沫从满溜槽溢出，使得生产现场需要人工劳动强度较大。饱和器前的水封退液会与溢流液体产生泡沫，经过查阅资料和分析，由于煤气中含有氨气、二氧化碳，加之硫铵前工序为氨法脱硫工序，使得生产过程中不可避免地产生碳酸氢铵。而碳酸氢铵水溶液呈现碱性，易挥发，有强烈的刺激性臭味；
其用途可作为气泡剂，在36℃以上开始分解，60℃全部分解。硫铵生产运行过程中其煤气中所带的碳酸氢铵含量经检测化验0.442 mol/L，且硫铵母液日常控制仅在45～55℃，若携带进入量大会在饱和器液面发生反应，而母液从满流槽溢流搅拌，势必将加速其反应，而产生大量的泡沫。
同时组织人员对硫铵进口前的水封进行全面排查，发现硫铵预热器下方的退液导淋退液量较大，经岗位人员反馈之前比较小，综合分析两工序之间联系确定是生产调整影响，生产投产初期前置氨法脱硫中最后一级脱硫系统由于生产期间塔体阻力较高，致使整个煤气输送系统阻力较大，鼓风机的做功较高，根据生产实际被迫将出口煤气管道捕雾器拆除部分设备，导致煤气夹带有脱硫液，而脱硫液尚未反应的对苯二酚为助催化剂，与煤气中携带的碳酸氢铵共同作用使得满流槽产生泡沫。
综上所述，造成满溜槽溢泡沫主要是由于碳酸氢铵、对苯二酚等共同作用导致的，为此经过分析从源头消减控制其中1个到2个物质的含量，降低其相互作用生成机理，加大了脱硫出口煤气导淋排液频次，由每班1次改为每班4次，有效地减少了煤气带液对硫铵的生产影响；
硫铵满溜槽的泡沫溢流得到了很大的改善。
（3）长期以来在利用硫酸回收煤气中氨生产硫酸铵的过程中，由于煤气夹带的母液长期腐蚀及阀门材质等影响，致使饱和器的出口阀门内漏严重，给硫铵工段的日常检修造成很大不便，存在很大安全隐患。为此借鉴甲醇湿式气柜进出口水封设置特点和经验。经研究和分析，为确保整个硫铵工序今后检修的安全及减少煤气夹带硫酸液滴的情况，在饱和器的出口增加不锈钢水封装置及配套设施，一方面解决了煤气带液对出口管线腐蚀的影响，另一方面当饱和器检修时增加一道安全保障措施，更加便于日常检修。
（4）煤气列管式预热器堵塞和腐蚀是焦化生产中不可忽视的一个问题，一方面堵塞致使预热器的阻力高达2 000 Pa左右，导致煤气系统鼓风机机后压力高能耗增加；
另一方面硫铵工序腐蚀问题由于硫铵预热器一般采用碳钢材质，受到湿法氨法脱硫工艺的影响，使得列管极易腐蚀窜漏，也是制约生产运行的一个因素。通过召开工艺运行分析会，将所有可能的影响因素汇总，发现退液管线中杂质含量粘稠极易堵塞退液管道是导致换热器列管堵塞的主要原因，预热器阻力在投产一段时间内一直运行稳定，发现其主要是由于入炉煤粉碎过程中，粒度级偏细，特别是＜0.2 mm的含量较高，而焦炉采用高压氨水无烟装煤，使得大量的细小物质随着煤气进入后续工序，在煤气净化过程中由于煤气中的焦油含量很难全部去除，由于细颗粒物质与微量焦油的共同作用导致此管线极易堵塞。根据装置及工艺现状，将预热器的列管全部更换为不锈钢材质的换热管，有效地减少了腐蚀窜漏对硫铵的影响。同时加大了前段工序水封排液的检查及入炉煤细度指标的管控，适当的优化高压氨水压力控制指标，使得换热器在检修后1 a多未出现泄漏和阻力高的问题。
（5）碳钢材质满溜槽由于使用时间较长，频繁的出现漏点，为此结合生产实际，借鉴其他装置经验，综合考虑使用玻璃钢满溜槽代替碳钢材质。改造后的满溜槽未出现漏点，由于玻璃钢材质不耐浓酸，改造时充分考虑将加酸管尽可能地靠近内筒，减少浓酸腐蚀影响，同时考虑槽体的稳定性，在槽体外增加了加强护圈。
（6）结晶槽是硫铵生产的关键设备之一，饱和器产生的大量硫铵晶体在此沉降分离，分离后的母液返回饱和器下室。在生产过程中不可避免的出现堵塞的情况，其主要是由于硫铵母液杂质含量高导致携带晶体逐步形成，其次由于生产操作过程中操作和巡检不及时，致使结晶泵上量异常，返回饱和器的母液随着流量的降低，不能克服管线的阻力，使得硫铵母液中的结晶在管道内形成；
岗位处置过程突然液量增大的，管道内由于缺液导致管线内进入空气，在回流过程中可能存在气阻的情况，导致回流液从另一台设备下液口流出。为此技术人员通过现场查看，明确从生产操作入手，一方面加强结晶泵的巡检与结晶槽巡检时间上相互配合搭接，一方面对结晶槽的操作进行规范，在设备故障等处理后缓慢控制进液量，使得回流液管内的空气逐步排出，避免流量过大造成影响。
（7）小母液泵喷洒量的大小在一定程度上影响着器后含氨指标的大小，通过查看设计发现配备的小母液泵额定流量仅为28 m3/h，实际生产过程中供4个小母液喷头使用，导致喷洒流量低、喷洒压力小，使得器后含氨指标波动。而目前焦化硫铵饱和器多采用小母液泵供2个喷头，为此在不增加能耗的情况小，车间内将喷洒压力调整，由原来的供给4个调整为2个，在一定程度改善喷洒效果，减少流速降低导致管道设备堵塞，极大的降低了饱和器器后含氨指标波动的概率。
通过不断总结和探索，在精心操作下，硫铵生产区域从生产指标、设备操作、现场环境等得到了很大的改善和提高，实现了回收装置的安全高效稳定运行。同时建议在今后的生产过程中注意以下几点。
（1）随着焦炉大型化的不断发展，焦化企业化工生产过程联系愈加紧密，系统指标环环相扣，工艺指标的管控更加严格，如：前置脱硫系统应当考虑管控碳酸氢铵的含量；
减少辅助催化剂的使用量等。
（2）硫铵作为化工的重要工序之一，从设计、施工、生产管理各个环节都要超前考虑，如高压氨水无烟装煤后，煤气中微小尘含量变化；
前置氨法脱硫煤气带液影响等。
（3）硫铵饱和器预热器堵塞问题，考虑直接使用母液加热器代替，降低煤气系统运行阻力。
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