0 前言
我公司精脫硫系統的任務(wù)是對送四段的凈化氣進(jìn)行精脫硫,讓凈化氣中總硫含量小于0.1×10-6,達到甲醇生產(chǎn)過(guò)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(guān)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(wú)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(jiàn)圖1)
1.3 操作中常出現的問(wèn)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(shí)有超溫和垮溫(導致水解催化劑有露點(diǎn)溫度下操作)現象發(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 增氧方式對系統穩定運行的影響
(1)用噴增氧水來(lái)控制進(jìn)入系統中的氧含量,負荷變化時(shí)噴水量控制不好,有時(shí)氧不足,有機硫不能全部轉化為無(wú)機硫,但有時(shí)氧過(guò)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(huì )對脫硫劑有損傷。
(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阻力大增(由0.06MPa突然上升到0.2MPa),被迫停車(chē)更換脫硫劑。
3 對精脫硫系統進(jìn)行技術(shù)改造
根據以上分析,必須對精脫硫系統進(jìn)行改造,以保證后工序甲醇對硫含量的需求。
3.1 通過(guò)充分論證,首先將流程簡(jiǎn)單化(見(jiàn)圖2)
(1)此流程簡(jiǎn)單,只有4臺設備,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直接供氧
(1)用1.2m3/min的空壓機供空氣,每套系統有進(jìn)系統空氣流量指示,可以隨時(shí)根據分析數據對空氣加入量進(jìn)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(shí)排放分離器的液位,根本不存在分離器帶水問(wèn)題。
4 脫硫劑的選用也是系統穩定運行的關(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(shí)間過(guò)長(cháng),其中的活性組分就會(huì )揮發(fā),裝入系統后就發(fā)揮不了作用。
(3)第一活性炭槽裝的是長(cháng)葛市龍基實(shí)業(yè)有限公司(原星火化工廠(chǎng))JTS-2型常溫精脫硫劑,運行了兩年半時(shí)間沒(méi)有出現放硫現象。
(4)第二活性炭槽裝的也是的長(cháng)葛市龍基實(shí)業(yè)有限公司(原星火化工廠(chǎng))JTZX轉化吸收型常溫精脫硫劑,2004年初運行至今完全能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。
總之,我們在2003年底對系統進(jìn)行了改造,改造后的精脫硫系統操作簡(jiǎn)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(shí)間。