JTL—4常溫精脫硫工藝在聯(lián)醇生產(chǎn)中的應用
作者/來(lái)源:曹賢高 劉學(xué)忠 李木林 (青島堿業(yè)股份有限公司天柱化肥分公司 湖北省化學(xué)研究院) 日期:2007-08-03 點(diǎn)擊量:716
青島堿業(yè)股份有限公司天柱化肥分公司(原山東平度化肥廠(chǎng))具有合成氨生產(chǎn)能力13萬(wàn)噸/年，尿素生產(chǎn)能力16萬(wàn)噸/年，碳銨生產(chǎn)能力8萬(wàn)噸/年，2001因為甲醇市場(chǎng)看好，技改時(shí)上了一套Φ1200的甲醇裝置(下面簡(jiǎn)稱(chēng)1#甲醇裝置)，2003年技改時(shí)又上了一套Φ1200的甲醇裝置(下面簡(jiǎn)稱(chēng)2#甲醇裝置)，使甲醇生產(chǎn)能力達4萬(wàn)噸/年，其中1#甲醇裝置中甲醇合成催化劑從2001年12月開(kāi)車(chē)投用到2006年6月才更換，甲醇合成催化劑連續運行了4年6個(gè)月。2#甲醇裝置中甲醇合成催化劑于2003年12月開(kāi)車(chē)投用，至今還在使用，兩套甲醇裝置凈化中的精脫硫采用的是湖北省化學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的JTL-4常溫精脫硫工藝。
本文就應用常溫精脫硫技術(shù)，提高甲醇合成氣的凈化度，延長(cháng)甲醇催化劑的使用壽命，提高甲醇生產(chǎn)技術(shù)水平的實(shí)踐作一簡(jiǎn)要總結。
1 生產(chǎn)工藝及設備情況
1#甲醇裝置于2001年12月投入運行，其內件采用的是杭州林達的均溫型內件，內裝南京化學(xué)公司研究院的C207甲醇合成催化劑14.75噸，甲醇塔催化劑床層體積9.8m3，還原時(shí)采用的方法是高氫還原，以銅洗精煉氣為介質(zhì)，還原操作壓力5.0~5.5MPa，整個(gè)還原過(guò)程同平面溫差＜5℃，軸向溫差＜10℃，出水量十分均勻，還原最終溫度240℃。1#甲醇裝置于2001年12月投用到2003年12月份，一直是全氣量通過(guò)，通過(guò)氣量為52000m3/h，熱點(diǎn)溫度初始為235±5℃，甲醇合成前氣體組份如下：CO占3.0~6.0%，CO2占0.4~0.6%，甲醇合成后氣體組份如下：CO占0.6~1.0%，CO2占0.1%，同平面溫差＜5℃，軸向溫差＜15℃。
2#甲醇裝置于2003年12月投入運行，甲醇塔催化劑床層體積9.8m3，內裝C207甲醇合成催化劑14.75噸，其內件采用的也是杭州林達的均溫型內件，2#甲醇合成塔與1#甲醇合成塔并聯(lián)運行，2#甲醇合成塔的內件與1#甲醇塔內件一樣。兩套系統共計生產(chǎn)甲醇12.8萬(wàn)噸，其中1#甲醇合成塔生產(chǎn)甲醇8萬(wàn)噸，2#甲醇合成塔生產(chǎn)甲醇4.8萬(wàn)噸，其生產(chǎn)情況如表1：
2 精脫硫工藝的選擇與應用
由于聯(lián)醇生產(chǎn)采用高活性且操作溫度范圍僅30~50℃的銅基催化劑，銅對硫十分敏感，據文獻介紹1mol的銅基催化劑只需要0.000864mol的硫就能使其完全喪失活性。因此，原料氣中硫含量的高低，就成為決定銅基催化劑的活性與使用壽命的關(guān)鍵因素，而且在全氣量通過(guò)的聯(lián)醇生產(chǎn)工藝中，進(jìn)入甲醇合成塔的新鮮氣量是單醇生產(chǎn)氣量的2.5~3倍以上，故有許多聯(lián)醇生產(chǎn)廠(chǎng)因原料氣凈化度差而導致銅基催化劑使用壽命很短，因此聯(lián)醇生產(chǎn)時(shí)，必須在甲醇合成前上精脫硫。為了摸清原料氣中硫化物的含量及分布，我公司邀請湖北省化學(xué)研究院的技術(shù)人員對我公司相關(guān)崗位的工藝氣硫化物采用HC-2型微量硫分析儀進(jìn)行了測定，最終采用了湖北省化學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的JTL-4常溫精脫硫工藝，其工藝流程方塊圖如下：
JTL-4常溫精脫硫工藝是湖北省化學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的一種真正常溫下精脫硫工藝，其主要由兩部分組成，即T102活性炭精脫硫劑串T104有機硫轉化吸收型精脫硫劑。常溫下T102精脫硫劑主要脫除H2S，T104精脫硫劑脫除少量COS和CS2，這樣將原料氣中的硫化物(主要是H2S、COS和CS2)脫除至小于0.1ppm，徹底消除了硫化物的毒害作用，有效地保護了甲醇合成催化劑。通過(guò)我公司近五年的實(shí)際運行證明其效果是顯著(zhù)的，我公司1#甲醇塔甲醇合成催化劑使用了4年6個(gè)月，創(chuàng )國內最好記錄。精脫硫工段硫化物分析情況如表2：
3 效益淺析
實(shí)踐證明，應用常溫精脫硫后具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，單就延長(cháng)甲醇合成催化劑使用壽命，減少甲醇合成催化劑的使用量而言，如青島堿業(yè)股份有限公司天柱化肥分公司13萬(wàn)噸NH3/4萬(wàn)噸甲醇，每少更換一次觸媒，則節省甲醇合成催化劑費用50萬(wàn)元，按應用常溫精脫硫后4年的時(shí)間，少更換兩次甲醇合成催化劑，則節省甲醇合成催化劑費用100萬(wàn)元，更換一次催化劑前后減少生產(chǎn)天數每次以l0天計，每天生產(chǎn)精甲醇以100噸計，兩次更換催化劑的時(shí)間生產(chǎn)精甲醇2000噸，則增加效益150多萬(wàn)元，還有更換催化劑時(shí)開(kāi)、停車(chē)費用等，而精脫硫劑費用約50多萬(wàn)元，使用壽命達5年以上，綜合經(jīng)濟效益是可觀(guān)的。
4 結束語(yǔ)
4.1 青島堿業(yè)股份有限公司天柱化肥分公司(原山東平度化肥廠(chǎng))在聯(lián)醇技改中通過(guò)應用JTL-4常溫精脫硫工藝和均溫型甲醇合成塔內件，在工藝氣中硫化物得以徹底脫除的同時(shí)，嚴格管理，精心操作，從而有效地保護了甲醇合成催化劑，甲醇催化劑生產(chǎn)強度達8160t/m3催化劑，并取得了聯(lián)醇單塔合成催化劑使用壽命達4年6個(gè)月的業(yè)績(jì)的國內最好記錄。
4.2 JTL-4常溫精脫硫工藝實(shí)現了真正常溫(10~40℃)精脫硫，可同時(shí)精脫H2S、COS與CS2，具有流程簡(jiǎn)單，設備少，投資省等優(yōu)點(diǎn)，精脫硫劑使用壽命達5年。實(shí)踐證明，這一常溫精脫硫工藝值得推廣應用。