1、化工单元操作吸收与解析吸收与解吸一 原理及典型流程1. 原理 吸收解吸是石油化工生产过程中较常用的重要单元操作过程。吸收过程是利用气体混合物中各个组分在液体(吸收剂)中的溶解度不同,来分离气体混合物。被溶解的组分称为溶质或吸收质,含有溶质的气体称为富气,不被溶解的气体称为贫气或惰性气体。溶解在吸收剂中的溶质和在气相中的溶质存在溶解平衡,当溶质在吸收剂中达到溶解平衡时,溶质在气相中的分压称为该组分在该吸收剂中的饱和蒸汽压。当溶质在气相中的分压大于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从气相溶入溶质中,称为吸收过程。当溶质在气相中的分压小于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从液相逸出到气相中,称为解吸过程。2.
2、典型流程图氧气吸收解吸装置流程图1、氧气钢瓶 2、氧减压阀 3、氧压力表 4、氧缓冲罐5、氧压力表6、安全阀 7、氧气流量调节阀8、氧转子流量计9、吸收塔 10、水流量调节阀11、水转子流量计12、富氧水取样阀 13、风机14、空气缓冲罐 15、温度计16、空气流量调节阀 17、空气转子流量计 18、解吸塔 19、液位平衡罐 20、贫氧水取样阀 21、温度计 22、压差计23、流量计前表压计24、防水倒灌阀二 操作方法1. 吸收塔开停车（1）开车操作规程装置的开工状态为吸收塔解吸塔系统均处于常温常压下，各调节阀处于手动关闭状态，各手操阀处于关闭状态，氮气置换已完毕，公用工程已具备条件，可以直接
3、进行氮气充压。 1.1、氮气充压(1)确认所有手阀处于关状态。(2)氮气充压 打开氮气充压阀，给吸收塔系统充压。 当吸收塔系统压力升至1.0Mpa(g)左右时,关闭N2充压阀。 打开氮气充压阀，给解吸塔系统充压。 当吸收塔系统压力升至0.5Mpa(g)左右时，关闭N2充压阀。1.2、进吸收油(1)确认 系统充压已结束。 所有手阀处于关状态。(2)吸收塔系统进吸收油 打开引油阀V9至开度50左右，给C6油贮罐D-101充C6 油至液位70%。 打开C6油泵P-101A(或B)的入口阀,启动P-101A(或B)。 打开P-101A(或B)出口阀,手动打开FV103阀至30左右给吸收塔T-101充液
4、至50%。充油过程中注意观察D-101液位,必要时给D-101补充新油。(3)解吸塔系统进吸收油 手动打开调节阀FV104开度至50左右,给解吸塔T-102进吸收油至液位50%。 给T-102进油时注意给T-101和D-101补充新油,以保证D-101和T-101的液位均不低于50%。1.3、C6油冷循环(1)确认 贮罐，吸收塔，解吸塔液位50%左右。 吸收塔系统与解吸塔系统保持合适压差。(2)建立冷循环 手动逐渐打开调节阀LV104,向D-101倒油。当向D-101倒油时,同时逐渐调整FV104,以保持T-102液位在50%左右,将LIC104设定在50%设自动。 由T-101至T-102油
5、循环时,手动调节FV103以保持T-101液位在50%左右,将LIC101设定在50%投自动。 手动调节FV103,使FRC103保持在13 .50T/h,投自动，冷循环10分钟。1.4、T-102回流罐D-103灌C4 打开V21向D-103灌C4至液位为20%1.5、C6油热循环(1)确认 冷循环过程已经结束。 D-103液位已建立。(2) T-102再沸器投用 设定TIC103于5,投自动。 手动打开PV105至70%。 手动控制PIC105于0.5MPa,待回流稳定后再投自动。 手动打开FV108至50%,开始给T-102加热。(3)建立T-102回流随着T-102塔釜温度TIC107
6、逐渐升高,C6油开始汽化,并在E-104中冷凝至回流罐D-103。当塔顶温度高于50时，打开P-102A/B泵的入出口阀VI25/27、VI26/28,打开FV106的前后阀,手动打开FV106至合适开度,维持塔顶温度高于51。当TIC107温度指示达到102时,将TIC107设定在102投自动,TIC107和FIC108投串级。热循环10分钟。1.6、进富气 (1)确认C6油热循环已经建立。(2)进富气 逐渐打开富气进料阀V1,开始富气进料。 随着T-101富气进料,塔压升高,手动调节PIC103使压力恒定在1.2MPa(表)。当富气进料达到正常值后,设定PIC103于1.2MPa(表)，投
7、自动。当吸收了C4的富油进入解吸塔后,塔压将逐渐升高,手动调节PIC105,维持PIC105在0.5MPa(表),稳定后投自动。当T-102温度,压力控制稳定后,手动调节FIC106使回流量达到正常值8.0T/h,投自动。观察D-103液位,液位高于50时,打开LIV105的前后阀,手动调节LIC105维持液位在50%,投自动。将所有操作指标逐渐调整到正常状态。（2）停车操作规程2.1、停富气进料(1)关富气进料阀V1,停富气进料。(2)富气进料中断后,T-101塔压会降低,手动调节PIC103,维持T-101压力1.0MPa(表)。(3)手动调节PIC105维持T-102塔压力在0.20MP
8、a(表)左右。(4)维持T-101T-102D-101的C6油循环。2.2、停吸收塔系统(1)停C6油进料 停C6油泵P-101A/B。 关闭P-101A/B入出口阀。 FRC103置手动,关FV103前后阀。 手动关FV103阀,停T-101油进料。 此时应注意保持T-101的压力,压力低时可用N2充压,否则T-101塔釜C6油无法排出。(2)吸收塔系统泄油 LIC101和FIC104置手动,FV104开度保持50%,向T-102泄油。 当LIC101液位降至0%时,关闭FV108。 打开V7阀,将D-102中的凝液排至T-102中。 当D-102液位指示降至0%时,关V7阀。 关V4阀,中
9、断盐水停E-101。 手动打开PV103,吸收塔系统泄压至常压,关闭PV103。2.3、停解吸塔系统(1)停C4产品出料富气进料中断后,将LIC105置手动,关阀LV105,及其前后阀。(2)T-102塔降温 TIC107和FIC108置手动,关闭E-105蒸汽阀FV108,停再沸器E-105。 停止T-102加热的同时,手动关闭PIC105和PIC104,保持解吸系统的压力。(3)停T-102回流 再沸器停用,温度下降至泡点以下后,油不再汽化,当D-103液位LIC105指示小于10%时,停回流泵P-102A/B,关P-102A/B的入出口阀。 手动关闭FV106及其前后阀,停T-102回流
10、。 打开D-103泄液阀V19。 当D-103液位指示下降至0%时,关V19阀。(4)T-102泄油 手动置LV104于50%,将T-102中的油倒入D-101。 当T-102液位LIC104指示下降至10%时,关LV104。 手动关闭TV103,停E-102。 打开T-102泄油阀V18,T-102液位LIC104下降至0%时,关V18。(5)T-102泄压 手动打开PV104至开度50%;开始T-102系统泄压。 当T-102系统压力降至常压时,关闭PV104。2.4、吸收油贮罐D-101排油(1)当停T-101吸收油进料后,D-101液位必然上升,此时打开D-101排油阀V10排污油。(
11、2)直至T-102中油倒空,D-101液位下降至0%,关V10。（3）正常操作规程3.1、正常工况操作参数(1)吸收塔顶压力控制PIC103：1.20MPa(表)。(2)吸收油温度控制TIC103：5.0。(3)解吸塔顶压力控制PIC105：0.50MPa(表)。(4)解吸塔顶温度：51.0。(5)解吸塔釜温度控制TIC107：102.0。3.2、补充新油 因为塔顶C4产品中含有部分C6油及其他C6油损失,所以随着生产的进行，要定期观察C6油贮罐D-101的液位，当液位低于30时，打开阀V9补充新鲜的C6油。3.3、D-102排液 生产过程中贫气中的少量C4和C6组分积累于尾气分离罐D-102
12、中,定期观察D-102的液位，当液位高于70时，打开阀V7将凝液排放至解吸塔T-102中。3.4、T-102塔压控制 正常情况下T-102的压力由PIC-105通过调节E-104的冷却水流量控制。生产过程中会有少量不凝气积累于回流罐D-103中使解吸塔系统压力升高,这时T-102顶部压力超高保护控制器PIC-104会自动控制排放不凝气,维持压力不会超高。必要时可打手动打开PV104至开度1-3来调节压力。（4）、仿真界面吸收系统DCS界面吸收系统现场界面解吸系统DCS界面解吸系统现场界面2. 吸收塔的日常维护（1）定期检查、清理、更换莲蓬头或溢流管，保持不堵塞、不破损、不偏斜，使喷淋装置能把液
13、体均匀地分布到填料上。（2）进塔气体的压力和流速不能过大，否则将带走填料或使其紊乱，严重降低气液两相接触的效率。（3）控制进气温度，防止塑料填料软化或变质，增加气流阻力。（4）进塔的液体不能含有杂物，太脏时应过滤，避免杂物堵塞填料缝隙。（5）定期检查、防腐、清理塔壁，防止腐蚀、冲刷、挂疤等缺陷。（6）定期检查箅板腐蚀程度，如果腐蚀变薄则应更新，防止脱落。（7）定期测量塔壁温度并观察塔体有无渗漏，发现后及时修补。（8）经常检查液面，不要淹没气体进口，防止引起震动和异常响声。（9）经常观察基础下沉情况，注意塔体有无倾斜。（10）观无保持塔体油漆完整，外挂疤，清洁卫生。（11）定期打开排污阀门，排放
14、塔底积存赃物和碎填料。(12) 冬季停用时，应将液体排放净，防止冻结。（13）如果压力突然下降，可能的原因是发生了泄漏。如果压力上升，可能的原因是填料阻力增加或设备管道堵塞。3. 吸收塔的停车检修塔设备停止生产时，要卸掉塔内压力，放出塔内所有留存物料，然后向塔内吹入蒸汽清洗。打开塔顶大盖（或塔顶气相出口）进行蒸煮、吹除、置换、降温，然后自上而下地打开塔体人孔，在检修前要做好防火、防爆和防毒的安全措施，既要把塔内部的可燃性或有毒性介质彻底清洗吹净，又要对设备内及塔周围现场气体进行化验分析，达到安全检修的要求。（1） 塔体检查a. 每次检修都要检查各附件是否灵活、准确；b. 检查塔体腐蚀、变形、裂
15、纹及各部分焊接情况。（2） 塔内外检查a. 检查塔板各部件的结焦、污垢、堵塞情况；b. 检查塔板、支撑结构的腐蚀及变形情况。三 吸收塔的故障分析及处理（1） 塔体腐蚀 主要是吸收塔或解吸塔内壁的表面因腐蚀出现凹痕，发生的主要原因是:a. 塔体的制造材质选择不当；b. 原始开车时钝化效果不理想；c. 溶液中缓蚀剂浓度与吸收剂浓度不对应；d. 溶液偏流，塔壁四周气液分布不均匀。一般在腐蚀的初始阶段，塔壁先是变得粗糙，钝化膜附着力变弱，当受到冲刷、撞击时出现局部脱落，使腐蚀范围扩大，腐蚀速率加快。对于已经发生腐蚀的塔壁要立即进行修复，即对所有被腐蚀处先补焊、堆焊后再衬以耐腐蚀钢带（如不锈钢板）。在日
16、常操作过程中应严格控制工艺指标，确保良好的钝化质量，要适当增加对吸收溶液的分析次数，及时、准确、有效地监控溶液组分的变化，并及时清除溶液中的污物，保持溶液的洁净，减少系统污染。（2）液体分布器、再分布器损坏 主要原因：a由于设计不合理，受到液体高流速冲刷造成腐蚀；b.选择材料不当所致；c填料的磨擦作用使分布器、再分布器上的保护层被破坏产生腐蚀；d经过多次开车、停车，钝化控制不好。（3）工作表面结垢 故障原因：a. 被处理物料中含有机械杂质；b. 被处理物料中有结晶析出和沉淀；c. 硬水所产生的水垢；d. 设备结构材料被腐蚀而产生的腐蚀产物；处理方法：a. 加强管理，考虑增加过滤设备；b. 清除
17、结晶、水垢和腐蚀产物；c. 采取防腐措施；（4）塔体厚度变薄 故障原因：设备在操作中受到介质的腐蚀、冲蚀和摩擦。处理方法：减压使用；或修理腐蚀严重部分或设备报废。（5）塔体出现裂缝 故障原因：a.局部变形加剧；b.焊接的内应力；c.封头过度圆弧弯曲半径太小或未经返火便弯曲；d.水力冲击作用；e.结构材料缺陷；f.振动与温差的影响；e.应力腐蚀；处理方法：裂缝修理（6）连接处失去密封能力 故障原因：a.法兰连接螺栓没有拧紧；b.螺栓拧得过紧而产生塑性变形；c.由于设备在工作中发生振动，而引起螺栓松动；d.密封垫圈产生疲劳破坏（失去弹性）；e.垫圈受介质腐蚀而坏；f.法兰面上的衬里不平g.焊接法兰
18、翘起；处理方法：a. 拧紧松动螺栓；b. 更换变形螺栓；c. 消除振动，拧紧松动螺栓；d. 更换变质的垫圈；e. 选择耐腐蚀垫圈换上；f. 加工不平的法兰；g. 更换新法兰；四安全生产 要安全生产主要是要控制好重要的工艺指标（1） 操作温度 吸收塔的操作温度对吸收速率的影响很大。温度越低，气体的溶解度越大，吸收率越高。对有明显热效应的吸收过程，通常要在塔内塔外设 置中间冷凝器，及时移走热量，必要时加大冷凝水。（2） 操作压力 提高操作压力有利于吸收操作。吸收塔实际操作压力原料气组成、工艺要求的气体净化程度和前后工序的操作压力来决定。（3） 吸收剂的用量 对一定的生产任务，增大吸收剂的用量可以降
19、低吸收温度，使吸收速率提高，增大吸收速率。（4） 吸收剂中的吸收质浓度 吸收剂中溶质浓度增高，吸收推动力 减小，尾气中溶质的浓度增加，严重时达不到要求。（5） 气流速度 气体的速度会直接影响吸收过程，气流速度大使气、液膜变薄，减少了气体向液体扩散的阻力，有利于气体的吸收。但气流速度过大会造成液泛雾沫夹带或气液接触不良（6） 液位 这是吸收操作中的重要控制因素，当液位过低时会造成气体串到后面低压设备影起超压，或发生溶液泵抽空现象；液位过高时，则会造成出口气体带液，影响后工序安全运行。参考文献1、陆美娟，化工原理。北京，化工工业出版社，20102、刘佩田等。化工单元操作过程。北京，化工工业出版社，20063、东方仿真软件
