凈化精脫硫技改是穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵

0  前言   

    我公司精脫硫系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)送四段的凈化氣進(jìn)行精脫硫，讓凈化氣中總硫含量小于0.1×10^－6，達(dá)到甲醇生產(chǎn)過程對(duì)氣體中硫含量的要求，確保精脫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，是保證精脫出口總硫的關(guān)鍵。

1  精脫工藝流程的配置對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行的影響

    我公司原采用采用的是夾心餅式工藝，第一級(jí)把凈化氣中的H₂S脫除，第二級(jí)把有機(jī)硫轉(zhuǎn)化成為無(wú)機(jī)硫，第三級(jí)把凈化氣中的H₂S脫除到小于0.1×10^－6。

1.1  脫硫原理

    (1)凈化氣中的COS與殘存的H₂O汽反應(yīng)，生成CO₂和H₂S，反應(yīng)式如下：

          水解催化劑

    COS＋H₂O=============CO₂＋H₂S＋35.5kJ／mol

    (2)凈化氣中的H₂S和上述反應(yīng)生成的H₂S與氧作用形成硫，沉積在活性炭微孔中，還有部分有機(jī)硫被活性炭吸附而脫除，主要反應(yīng)式如下：

                  活性炭

    H₂S＋1／2O₂============H₂O＋S＋434.4kJ／mo

                  活性炭

    COS＋H₂O=============CO₂＋H₂S＋35.5kJ／mol

1.2  原流程配置(見圖1)  

1.3  操作中常出現(xiàn)的問題   

    (1)共7臺(tái)設(shè)備，流程復(fù)雜，系統(tǒng)阻力大，受蒸汽、水等外界條件影響較多，不易操作。

    (2)水解催化劑使用前期，操作溫度在55～60℃，使用后期操作溫度為90～100℃，時(shí)有超溫和垮溫(導(dǎo)致水解催化劑有露點(diǎn)溫度下操作)現(xiàn)象發(fā)生。

    (3)無(wú)法判斷水解催化劑所需的最佳操作溫度。

    (4)要經(jīng)兩次水冷卻和一次加熱，能源利用不合理。

2  增氧方式對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響

    (1)用噴增氧水來(lái)控制進(jìn)入系統(tǒng)中的氧含量，負(fù)荷變化時(shí)噴水量控制不好，有時(shí)氧不足，有機(jī)硫不能全部轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫，但有時(shí)氧過多，又不安全。

    (2)這種增氧方式還增加了氣體濕潤(rùn)度，氣體中的飽和水會(huì)對(duì)脫硫劑有損傷。

    (3)分離器液位失靈時(shí)，曾經(jīng)造成分離器帶大量水到第一活性炭槽，脫硫劑被水浸泡后系統(tǒng)阻力大增(由0.06MPa突然上升到0.2MPa)，被迫停車更換脫硫劑。

3  對(duì)精脫硫系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造

    根據(jù)以上分析，必須對(duì)精脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造，以保證后工序甲醇對(duì)硫含量的需求。

3.1  通過充分論證，首先將流程簡(jiǎn)單化(見圖2)

    (1)此流程簡(jiǎn)單，只有4臺(tái)設(shè)備，操作程序簡(jiǎn)化。

    (2)蒸汽加熱器的作用是將入第一活性炭槽的氣體溫度加熱3～5℃，目的是防止凈化氣中飽和水達(dá)到露點(diǎn)溫度而析出，讓脫硫劑受潮失活，能源消耗少。

3.2  將用水增氧改為空壓機(jī)直接供氧

    (1)用1.2m³／min的空壓機(jī)供空氣，每套系統(tǒng)有進(jìn)系統(tǒng)空氣流量指示，可以隨時(shí)根據(jù)分析數(shù)據(jù)對(duì)空氣加入量進(jìn)行調(diào)整。

    (2)消除了用增氧水而讓氣體濕度增加的隱患。

    (3)只要定時(shí)排放分離器的液位，根本不存在分離器帶水問題。

4  脫硫劑的選用也是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵

    (1)脫硫劑的自身質(zhì)量(包括其中所含的有效組分、強(qiáng)度、孔隙率、粒度、灰分等)都必定影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定運(yùn)行。

    (2)精脫硫劑中不穩(wěn)定的活性組分較多，如果入庫(kù)時(shí)間過長(zhǎng)，其中的活性組分就會(huì)揮發(fā)，裝入系統(tǒng)后就發(fā)揮不了作用。

    (3)第一活性炭槽裝的是長(zhǎng)葛市龍基實(shí)業(yè)有限公司(原星火化工廠)JTS－2型常溫精脫硫劑，運(yùn)行了兩年半時(shí)間沒有出現(xiàn)放硫現(xiàn)象。

    (4)第二活性炭槽裝的也是的長(zhǎng)葛市龍基實(shí)業(yè)有限公司(原星火化工廠)JTZX轉(zhuǎn)化吸收型常溫精脫硫劑，2004年初運(yùn)行至今完全能滿足生產(chǎn)需要。

    總之，我們?cè)?003年底對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造后的精脫硫系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，能源消耗少，系統(tǒng)出口總硫指標(biāo)合格率達(dá)100%，按現(xiàn)在情況預(yù)測(cè)，精脫硫劑可以再繼續(xù)使用1年半左右時(shí)間。