净化精脱硫技改是稳定运行的关键

0  前言   

    我公司精脱硫系统的任务是对送四段的净化气进行精脱硫，让净化气中总硫含量小于0.1×10^－6，达到甲醇生产过程对气体中硫含量的要求，确保精脱系统的稳定运行，是保证精脱出口总硫的关键。

1  精脱工艺流程的配置对稳定运行的影响

    我公司原采用采用的是夹心饼式工艺，第一级把净化气中的H₂S脱除，第二级把有机硫转化成为无机硫，第三级把净化气中的H₂S脱除到小于0.1×10^－6。

1.1  脱硫原理

    (1)净化气中的COS与残存的H₂O汽反应，生成CO₂和H₂S，反应式如下：

          水解催化剂

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

    (2)净化气中的H₂S和上述反应生成的H₂S与氧作用形成硫，沉积在活性炭微孔中，还有部分有机硫被活性炭吸附而脱除，主要反应式如下：

                  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(见图1)  

1.3  操作中常出现的问题   

    (1)共7台设备，流程复杂，系统阻力大，受蒸汽、水等外界条件影响较多，不易操作。

    (2)水解催化剂使用前期，操作温度在55～60℃，使用后期操作温度为90～100℃，时有超温和垮温(导致水解催化剂有露点温度下操作)现象发生。

    (3)无法判断水解催化剂所需的最佳操作温度。

    (4)要经两次水冷却和一次加热，能源利用不合理。

2  增氧方式对系统稳定运行的影响

    (1)用喷增氧水来控制进入系统中的氧含量，负荷变化时喷水量控制不好，有时氧不足，有机硫不能全部转化为无机硫，但有时氧过多，又不安全。

    (2)这种增氧方式还增加了气体湿润度，气体中的饱和水会对脱硫剂有损伤。

    (3)分离器液位失灵时，曾经造成分离器带大量水到第一活性炭槽，脱硫剂被水浸泡后系统阻力大增(由0.06MPa突然上升到0.2MPa)，被迫停车更换脱硫剂。

3  对精脱硫系统进行技术改造

    根据以上分析，必须对精脱硫系统进行改造，以保证后工序甲醇对硫含量的需求。

3.1  通过充分论证，首先将流程简单化(见图2)

    (1)此流程简单，只有4台设备，操作程序简化。

    (2)蒸汽加热器的作用是将入第一活性炭槽的气体温度加热3～5℃，目的是防止净化气中饱和水达到露点温度而析出，让脱硫剂受潮失活，能源消耗少。

3.2  将用水增氧改为空压机直接供氧

    (1)用1.2m³／min的空压机供空气，每套系统有进系统空气流量指示，可以随时根据分析数据对空气加入量进行调整。

    (2)消除了用增氧水而让气体湿度增加的隐患。

    (3)只要定时排放分离器的液位，根本不存在分离器带水问题。

4  脱硫剂的选用也是系统稳定运行的关键

    (1)脱硫剂的自身质量(包括其中所含的有效组分、强度、孔隙率、粒度、灰分等)都必定影响系统运行的稳定运行。

    (2)精脱硫剂中不稳定的活性组分较多，如果入库时间过长，其中的活性组分就会挥发，装入系统后就发挥不了作用。

    (3)第一活性炭槽装的是长葛市龙基实业有限公司(原星火化工厂)JTS－2型常温精脱硫剂，运行了两年半时间没有出现放硫现象。

    (4)第二活性炭槽装的也是的长葛市龙基实业有限公司(原星火化工厂)JTZX转化吸收型常温精脱硫剂，2004年初运行至今完全能满足生产需要。

    总之，我们在2003年底对系统进行了改造，改造后的精脱硫系统操作简单，能源消耗少，系统出口总硫指标合格率达100%，按现在情况预测，精脱硫剂可以再继续使用1年半左右时间。