凈化精脫硫技改是穩定運行的關鍵

0  前言   

    我公司精脫硫系統的任務是對送四段的凈化氣進行精脫硫，讓凈化氣中總硫含量小于0.1×10^－6，達到甲醇生產過程對氣體中硫含量的要求，確保精脫系統的穩定運行，是保證精脫出口總硫的關鍵。

1  精脫工藝流程的配置對穩定運行的影響

    我公司原采用采用的是夾心餅式工藝，第一級把凈化氣中的H₂S脫除，第二級把有機硫轉化成為無機硫，第三級把凈化氣中的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，生成CO₂和H₂S，反應式如下：

          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，還有部分有機硫被活性炭吸附而脫除，主要反應式如下：

                  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  操作中常出現的問題   

    (1)共7臺設備，流程復雜，系統阻力大，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℃，時有超溫和垮溫(導致水解催化劑有露點溫度下操作)現象發生。

    (3)無法判斷水解催化劑所需的最佳操作溫度。

    (4)要經兩次水冷卻和一次加熱，能源利用不合理。

2  增氧方式對系統穩定運行的影響

    (1)用噴增氧水來控制進入系統中的氧含量，負荷變化時噴水量控制不好，有時氧不足，有機硫不能全部轉化為無機硫，但有時氧過多，又不安全。

    (2)這種增氧方式還增加了氣體濕潤度，氣體中的飽和水會對脫硫劑有損傷。

    (3)分離器液位失靈時，曾經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  對精脫硫系統進行技術改造

    根據以上分析，必須對精脫硫系統進行改造，以保證后工序甲醇對硫含量的需求。

3.1  通過充分論證，首先將流程簡單化(見圖2)

    (1)此流程簡單，只有4臺設備，操作程序簡化。

    (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到露點溫度而析出，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直接供氧

    (1)用1.2m³／min的空壓機供空氣，每套系統有進系統空氣流量指示，可以隨時根據分析數據對空氣加入量進行調整。

    (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穩定運行的關鍵

    (1)脫硫劑的自身質量(包括其中所含的有效組分、強度、孔隙率、粒度、灰分等)都必定影響系統運行的穩定運行。

    (2)精脫硫劑中不穩定的活性組分較多，如果入庫時間過長，其中的活性組分就會揮發，裝入系統后就發揮不了作用。

    (3)第一活性炭槽裝的是長葛市龍基實業有限公司(原星火化工廠)JTS－2型常溫精脫硫劑，運行了兩年半時間沒有出現放硫現象。

    (4)第二活性炭槽裝的也是的長葛市龍基實業有限公司(原星火化工廠)JTZX轉化吸收型常溫精脫硫劑，2004年初運行至今完全能滿足生產需要。

    總之，我們在2003年底對系統進行了改造，改造后的精脫硫系統操作簡單，能源消耗少，系統出口總硫指標合格率達100%，按現在情況預測，精脫硫劑可以再繼續使用1年半左右時間。