河南化工2010年7月第27卷第7期(下)HENAN CHEMICAL INDUSTRY低溫甲醇洗裝置凈化氣中硫含量超標(biāo)原因分析及對(duì)策楊自偉,孫吉梅,周全(惠生工程(中國)有限公司,河南鄭州450000【摘要】:分析了 Linde低溫甲醇洗工藝中各項(xiàng)工藝條件對(duì)硫化物嗄收效果的影響,找出生產(chǎn)過程中凈化氣硫含量超標(biāo)原因,提出改進(jìn)措施和處理方法。經(jīng)過技術(shù)改進(jìn),降低了凈化氣中的硫含量,在實(shí)際生產(chǎn)過程中取得了較好的搡作效果【關(guān)鍵詞】:低溫甲醇洗;硫含量超標(biāo);改進(jìn)措施【中圖分類號(hào)】:TQ050.7【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】:B【文章編號(hào)】:1003-3467(2010)14-009-02某煤氣化制甲醇裝置氣體凈化單元采用的是推動(dòng)力增大,對(duì)H2S的吸收有利。Linde低溫甲醇洗工藝。低溫甲醇洗工藝是以甲醇1.2操作溫度為吸收劑,在高壓低溫下對(duì)變換氣中的H2S和CO2吸收溫度對(duì)酸性氣體的凈化度影響很大,脫硫以及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)進(jìn)行脫除,吸收了H2SCO2效果取決于酸性氣體在甲醇中的溶解度和達(dá)到平衡以及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)后的富甲醇進(jìn)行減壓解析、時(shí)酸性氣體在氣相中的分壓,這兩項(xiàng)與溫度成函數(shù)氣提和加熱,再生后循環(huán)利用。關(guān)系。酸性氣體在液體中的溶解度隨溫度的降低而該裝置開車初期運(yùn)行正常,出吸收塔塔頂?shù)膬粼龃?平衡分壓為6.67kPa時(shí),當(dāng)溫度從0℃降到化氣中的總硫含量小于0.1×106;但是在開車6-50℃時(shí),H2S的溶解度約增加了7倍;氣液平衡個(gè)月以后,凈化氣中的總硫含量逐漸增高,從0.1x時(shí)酸性氣體在氣相中分壓會(huì)隨溫度的降低而降低。106升高到0.8×106,使粗甲醇品質(zhì)及產(chǎn)量下降,因次,采用較低的操作溫度對(duì)H2S的吸收有利。影響裝置的正常運(yùn)行。1.3甲醇循環(huán)量1影響脫硫效果的因素從傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)角度分析液氣比增大,有利于酸性氣體組分的吸收。在塔的正常操作范圍內(nèi),增加低溫甲醇洗工藝是一種典型的物理吸收過程,甲醇循環(huán)量氣液兩相在塔內(nèi)接觸越充分傳質(zhì)效果其吸收過程遵循亨利定律,它依據(jù)酸性氣與其它組越好越有利于變換氣中H2S的吸收。在其他操作分在甲醇中溶解度的差別進(jìn)行分離。從工藝原理上條件不變的情況下,降低甲醇循環(huán)量會(huì)使液氣比變分析,凈化氣中的總硫含量與操作壓力、操作溫度、小氣液接觸不良吸收推動(dòng)力降低最終會(huì)導(dǎo)致甲醇循環(huán)量、循環(huán)甲醇質(zhì)量、原料氣成分、原料氣負(fù)H2S的凈化度降低。但是甲醇循環(huán)量太大會(huì)導(dǎo)致荷等因素有關(guān)。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備外型尺寸加大,并增加動(dòng)力設(shè)備的負(fù)荷1.1操作壓力造成能量的不必要浪費(fèi)。因此,循環(huán)量應(yīng)綜合考慮壓力是低溫甲醇洗工藝中的關(guān)鍵因素,根據(jù)享在保證凈化度的前提下,選取適合的液氣比值。利定律,在一定溫度下,氣體在液體中的溶解度和該1.4循環(huán)甲醇的品質(zhì)氣體的平衡分壓成正比。壓力越高,越有利于吸收循環(huán)甲醇在吸收了變換氣中的H2O、C過程的進(jìn)行,氣相中H2S的分壓越大,吸收的推動(dòng)粉塵等雜質(zhì)以后,雖然經(jīng)過后續(xù)再生分離裝置力越大吸收的速率越快。當(dāng)H2S的分壓一定時(shí),的再生分離;但一些雜質(zhì)會(huì)積存在循環(huán)液中使循環(huán)增加總壓會(huì)降低出塔氣體中H2S的濃度,也就提高甲醇品質(zhì)下降影響吸收效果。甲醇中含H2°的質(zhì)了氣體的凈化度;因此,吸收過程壓力增高吸收的量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%時(shí),CO2在甲醇中的溶解度降低收稿日期:2010-06-21作者簡介楊自偉(1981-),男,助理研究員,從事化工設(shè)計(jì)工作,電話:(0371)68567988河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY010年7月第27卷第7期(下)15%,H2S的溶解度也大幅下降。若循環(huán)甲醇的閃相反,若選擇的塔徑較大,空塔氣速就較小,容易造蒸和熱再生效果不好,會(huì)有部分CO2和H2S仍存留成液漏,這些均對(duì)吸收操作不利。在循環(huán)甲醇中,對(duì)CO2和H2S的吸收率明顯降低,部分H2S還要揮發(fā)到凈化氣中,導(dǎo)致總硫超標(biāo)2硫含量超標(biāo)的原因分析及改進(jìn)措施1.5原料氣中的有機(jī)硫含量2.1原因分析粗煤氣中通?？偤袛?shù)量不同的無機(jī)硫和有機(jī)該裝置吸收塔的操作壓力為5.4~5.55MPa硫化合物,其含量和形態(tài)取決于煤氣化采用的煤種、(a),操作溫度為-50~-43℃。在此工藝條件下煤氣化工藝及操作條件。無機(jī)硫主要為H2S,有機(jī)H1S在甲醇中的溶解度極高很容易被脫除該裝置硫以COS為主,還含有少量的CS2、硫醇、硫醚及噻運(yùn)行的前6個(gè)月出吸收塔凈化氣中總硫含量小于吩等。雖然硫醇、硫醚及噻吩等有機(jī)硫在甲醇中的0.1×10-°,符合工藝要求。在出現(xiàn)凈化氣中總硫超溶解度很小,但是由于在原料氣中含量小,以及在標(biāo)這種情況以后在實(shí)際操作中,逐漸增加了循環(huán)甲CO變換工段中大部分有機(jī)硫被轉(zhuǎn)化為溶解度較大醇量,但是凈化氣中的硫含量并沒有明顯減少這說的H2S,因此凈化氣中的有機(jī)硫一般都能達(dá)到工藝明總硫超標(biāo)不是由液氣比過小引起的。要求。但是,當(dāng)粗煤氣中有機(jī)硫含量過高,或者變換經(jīng)過檢測,入吸收塔變換氣的流量一直保持穩(wěn)工段采用變換時(shí)部分未轉(zhuǎn)化的就會(huì)導(dǎo)致變換氣中定變化不大;變換氣冷卻器操作正常,換熱管沒有有機(jī)硫含量偏高,從而引起凈化氣中總硫超標(biāo)。破裂所以凈化氣中硫含量超標(biāo)不是由于變換氣負(fù)1.6原料氣負(fù)荷的波動(dòng)荷波動(dòng)或者換熱管破裂引起的。在排除了操作溫煤氣負(fù)荷的波動(dòng)會(huì)對(duì)出低溫甲醇洗工段的氣體度操作壓力、液氣比換熱管破裂原料氣負(fù)荷波動(dòng)指標(biāo)產(chǎn)生重要影響當(dāng)上游氣化工段操作負(fù)荷增大,等可能會(huì)引起凈化氣中總硫超標(biāo)的因素后該甲醇而凈化操作人員沒有進(jìn)行及時(shí)有效的負(fù)荷調(diào)整時(shí),廠工作人員對(duì)入吸收塔的變換氣及循環(huán)甲醇的成分有可能會(huì)造成凈化氣出口總硫含量超標(biāo)。進(jìn)行了分析測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn),變換氣中氨含量小于1.7變換氣中的氨含量1×10°,有機(jī)硫含量也很低,符合要求;循環(huán)甲醇中當(dāng)變換氣中N2含量過高或者預(yù)洗塔對(duì)NH,的氨含量為80×10-6-100×10“,嚴(yán)重超標(biāo),正常的洗滌效果差時(shí)會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)的變運(yùn)行時(shí),循環(huán)甲醇中的氨含量應(yīng)小于10×10。換氣中的NH3含量增加,NH3在甲醇再生系統(tǒng)中不從以上分析可以看出,進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)的容易脫除會(huì)逐漸在系統(tǒng)里積累。當(dāng)NH的含量達(dá)氨沒有在熱再生過程中脫除干凈,使其在系統(tǒng)中不到一定程度時(shí),NH會(huì)與H3S在熱再生塔中生成斷積累,從而引起循環(huán)甲醇中氨含量的超標(biāo)。循環(huán)(NH4)2S,(NH)2S溶解于循環(huán)甲醇中,并隨著甲醇甲醇中氨含量的超標(biāo)是導(dǎo)致凈化氣中總硫含量超標(biāo)循環(huán)返回到吸收塔內(nèi)在塔頂分解成H2S和NH,的主要原因。從而導(dǎo)致凈化氣中總硫超標(biāo)2.2改進(jìn)措施1.8變換氣冷卻器換熱管破裂①提高甲醇再生塔再沸器的操作負(fù)荷;②增大來自變換工段的變換氣同出吸收塔的凈化氣在甲醇再生塔塔頂酸性氣體的排放量使氨同酸性氣變換氣冷卻器中進(jìn)行換熱,凈化氣走管程變換氣走起排至硫回收裝置進(jìn)行燃燒處理;③在再生塔回殼程。當(dāng)凈化氣換熱管破裂時(shí)由于變換氣壓力高流泵出口處設(shè)置排氨點(diǎn),當(dāng)甲醇中的氨含量達(dá)到于凈化氣壓力未經(jīng)低溫甲醉洗凈化的變換氣會(huì)進(jìn)定的值時(shí)排放含氨甲醇至精餾的雜醇貯槽。人凈化氣中,從而引起凈化氣中的總硫含量超標(biāo)。1.9吸收塔設(shè)計(jì)的合理性3小結(jié)吸收塔的塔徑、板間距、塔板型式、液流程數(shù)、塔凈化氣中總硫超標(biāo)的原因有很多種,要根據(jù)不板數(shù)量、開孔率等參數(shù)的設(shè)計(jì)是否合理都會(huì)對(duì)吸收同的原因有針對(duì)性地采取相應(yīng)的技改方案。裝置運(yùn)操作產(chǎn)生不同的影響。設(shè)計(jì)合理的吸收塔,氣液兩行表明,技改之后,凈化氣中硫的含量得到極大控相在塔內(nèi)能充分接觸,吸收效果好,若設(shè)計(jì)不合理,制完全達(dá)到了工藝要求(<0.1×106),滿足后續(xù)則會(huì)影響塔的操作效果。如塔徑的設(shè)計(jì),若選擇的工段的需要塔徑較小,空塔氣速就比較大,容易引起霧沫夾帶;