2010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 187 常壓脫硫裝置運(yùn)行小結(jié) 黃長(zhǎng)勝 1王廣思 2 亓 棟 1王修平 1李成峰 1（ 司， 山東 ， 兗州 ， 272100；山東 ， 棗莊 ， 277100； ） 【 摘 要 】 對(duì)常壓脫硫試車(chē)過(guò)程和運(yùn)行的不正常情況進(jìn)行了分析，通過(guò)調(diào)整達(dá)到了穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，保證了系統(tǒng) 的正常 運(yùn)行。 【 關(guān)鍵詞 】 常壓脫硫 分析數(shù)據(jù) 控制 山東兗礦國(guó)際焦化有限公司是由兗礦、日本伊藤忠和巴西 家合資建設(shè)的 2 000 炭和 200 kt/a 甲醇的煤化工企業(yè)，該企業(yè)拆遷原建 的 m 焦?fàn)t及其配套的化 工 產(chǎn) 品 回收 和煤氣凈化系統(tǒng)，新建了 200 kt/于原 工藝 設(shè)計(jì)的煤氣是用于燃燒，而現(xiàn)在是利用焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇，煤氣凈化度不夠給甲醇生產(chǎn)帶來(lái)了極大的 不利。 2007年的 實(shí)際 運(yùn)行表明， 甲醇原料 煤氣質(zhì)量波動(dòng)大，硫化氫時(shí)常嚴(yán)重超標(biāo)，氨含量始終不合格，煤氣中 夾帶 的洗油造成焦?fàn)t氣壓縮機(jī)活門(mén)堵塞、粘結(jié)，維修工作量 較 大，運(yùn)行周期短，配套的 收能力大大降低，系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)停車(chē)， 嚴(yán)重 影響 了 生產(chǎn) 的 運(yùn)行 和 安全 。筆者 考察了其他焦?fàn)t氣制甲醇的凈化流程，認(rèn)為需要在原煤氣凈化流程 中 新增 1套常壓脫硫裝置，才能 保證 甲醇 生產(chǎn)裝置的安全穩(wěn)定 運(yùn)行。 置 的設(shè)置 醇原料煤氣的凈化流程 常壓脫硫 裝置 設(shè) 計(jì) 在 甲醇原料 煤氣凈化 流程 的最后， 最終把關(guān) 甲醇 裝置 原料的質(zhì)量 煤氣 。 考慮到系統(tǒng)阻力和處理氣量的關(guān)系， 未 將全部煤氣 都 通 過(guò)常壓脫硫 裝置 ， 甲醇原料煤氣凈化 流程 見(jiàn)圖 1。 豎 管 噴 灑橫 管 式 煤氣 初 冷 器電 捕 焦 油器煤 氣 鼓 風(fēng)機(jī)硫 化 氫 洗滌 塔氨 洗 滌 塔洗 苯 塔常 壓 脫 硫煤 氣 柜煤 氣 來(lái)自 焦 爐煤 氣 去 焦?fàn)t 加 熱煤 氣 去 甲 醇煤 氣 去 放散 塔圖 1 甲醇原料煤氣凈化 流程示意 壓脫硫工藝概述 來(lái)自洗苯塔德煤氣由常壓脫硫塔底部進(jìn)入，脫硫后由塔頂排出進(jìn)入煤氣柜。脫硫液由塔頂加入， 吸收 （ 富液 ） 由常壓脫硫塔底部排出，進(jìn)入反應(yīng)槽 ， 停留足夠的反應(yīng)時(shí)間后，經(jīng)富液泵升壓，再經(jīng)噴射再生器后進(jìn)入噴射再生槽貧液槽，溶液在該槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)氧化再生。再生后的貧液由貧液泵加壓后送入常壓脫硫塔頂部。為保證常壓脫硫塔貧液的溫度適當(dāng)，在貧液進(jìn)入常壓脫硫塔前設(shè)置一 條 旁路，使該旁路貧液經(jīng)過(guò)貧液換熱器換熱，調(diào)節(jié)貧液溫度 。 冬季防止溶液溫度過(guò)低，在換熱器內(nèi)經(jīng)低壓蒸氣加熱升溫；夏季防止溶液溫度過(guò)高，則改用循環(huán)冷卻水冷卻脫硫溶液。 2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 2010年 6月 8日 11日 188 從噴射再生槽中懸浮出來(lái)的硫泡沫自流至硫泡沫槽中，再由氮?dú)饧訅核椭粮呶涣蚺菽?。硫泡沫在高位硫泡沫槽中被加熱后?jīng)過(guò) 硫泡沫泵加壓到溶硫釜中；回液流入溶液地下槽中，由地下槽泵打回系統(tǒng)。硫膏則在溶硫釜中被不斷加熱至熔融態(tài)流出，到鑄硫槽中鑄成固體硫磺。 響 常壓脫硫裝置 設(shè)置的因素 差 煤氣鼓風(fēng)機(jī)額定壓力為 18 行中最高出口壓力為 13 化氫 塔 、氨 塔 和洗苯的阻力設(shè)計(jì) 均為 1.5 求 最后洗滌塔 出口氣體 壓力 大于或等于 6 樣 ， 脫硫塔 壓差 為： 13 （ 3） 6 2.5 由此 可 見(jiàn) ，該 數(shù)據(jù)是 脫硫塔允許的最大 壓差 。實(shí)際設(shè)計(jì)考慮脫硫塔的 壓差 小于 1 苯 塔帶出物對(duì)常壓脫硫溶液的影響 因之前甲醇?jí)嚎s機(jī)的運(yùn)行工況差，因此 必須考慮其對(duì)脫硫液 造成 的 影響，考察其他廠家 的 脫硫 工藝流程和運(yùn)行情況，結(jié)合我公司實(shí)際，認(rèn)為可以通過(guò)熔硫?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化。 硫方法的選擇 根據(jù) 其他 廠家的運(yùn)行情況 和本企業(yè)裝置的實(shí)際情況 ， 選擇 采用栲膠五氧化二釩純堿 脫硫溶液組成見(jiàn)表 1。 表 1 脫硫溶液組成 項(xiàng)目 碳酸氫鈉 碳酸鈉 總堿度 栲膠 硫代硫酸鈉 硫酸鈉 懸浮硫 總釩 指標(biāo) 20 g/L 4.5 g/L 21.2 g/L .5 g/L 0.8 g/L 設(shè)計(jì)氣量和循環(huán)量的選擇 為 滿足甲醇生產(chǎn) 的 需要 ， 采用大循環(huán)量、大塔徑，以減少系統(tǒng)阻力， 處理氣量 65 000 m3/h，溶液循環(huán)量 500 700 m3/h， 還可以有效 地增加 噴淋面積，盡最大可能減少煤氣中的雜質(zhì)含量。 要設(shè)備 a）常壓脫硫塔： 5 800 32 300 填料 為 聚丙烯扁環(huán) 76 7 層， H 6 m3 m， 體積 =382.1 介質(zhì) 為 水煤氣 、 栲膠溶液 ； 操作溫度 30 50 ； 操作壓力 設(shè)計(jì)溫度 60 ； 設(shè)計(jì)壓力 16壁環(huán)氧防腐 。 b) 反應(yīng)槽：外形尺寸 7 000 H 8 000 容積 = 307 介質(zhì) 為 脫硫富液 ； 操作溫度30 50 ， 操作壓力 設(shè)計(jì)溫度 60 ， 設(shè)計(jì)壓力滿液 。 c）噴射再生槽 /貧液槽：外形尺寸 7 000 8 000 H 14 286, 容積 =412 噴射器 30 個(gè)，每個(gè)噴頭噴射能力 44 m3/h； 介 質(zhì) 為 空氣，栲膠溶液 ； 操作溫度 30 50 ； 操作壓力 為 常壓 ； 設(shè)計(jì)溫度60 ； 設(shè)計(jì)壓力 為 滿液 ； 設(shè)備保溫 為 巖棉， 厚 80 內(nèi)壁環(huán)氧防腐 。 d) 溶液貯槽 ： 外形尺寸 7 200 H=7 400 容積 = 300 e）熔硫釜： 900 000 H 3 000 介質(zhì) 為 硫泡沫 ； 操作溫度 140 ； 操作壓力 帶蒸汽夾套，專利產(chǎn)品 。 f）脫硫氣分離器： 2 600 H=6 600 容積 =35 介質(zhì) 為 水煤氣 ； 操作溫度 30 50 ；操作壓力 設(shè)計(jì)溫度 60 ； 內(nèi)壁環(huán)氧防腐 。 g）富液泵： Q 800 m3/h， H 70 m， N 315 U 10 000 V h）貧液泵： Q 800 m3/h， H 70 m， N 315 10 000 V i) 制液泵： Q 30 m3/h， H 23 m， N 7.5 k W U 380 V j）硫泡沫泵： Q m3/h H 60 m， N 380 V 常壓脫硫裝置自 2008 年 5月份開(kāi)始 建設(shè) ， 到 2008年 9月 29日進(jìn)行第一次試車(chē)成功，歷時(shí) 5個(gè)月，溶液配置用時(shí) 15 天，配置好后的溶液組分 進(jìn)行了 分析 ，結(jié)果見(jiàn)表 2。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 189 表 2 溶液分析結(jié)果 項(xiàng)目 碳酸氫鈉 碳酸鈉 總堿度 栲膠 硫代硫酸鈉 硫酸鈉 懸浮硫 總釩 指標(biāo)/(gL 壓脫硫 裝置 運(yùn)行到目前 。共 分為 3個(gè)階段 。 a)第一階段 ： 第一次化工試車(chē)運(yùn)行后，指標(biāo)良好，出口硫化氫幾乎測(cè)不 到 。由于受到 全球金融 危機(jī)的影響，甲醇系統(tǒng)停車(chē)，常壓脫硫裝置停車(chē) 消除缺陷 。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn) ， 塔后分離器的螺旋板分離器 阻力 大于0.7 脫硫塔本身的 阻力 約 0.1 車(chē)后對(duì)塔內(nèi)的螺旋板進(jìn)行了割除。 b)第二階段 ： 系統(tǒng)整改完畢，于 2009年 1月 9日第二次開(kāi)啟運(yùn)行，基本正常， 2009年 1月 23 日由于受到寒流影響 ， 液位計(jì)不準(zhǔn)，造成停車(chē)約 2 h， 開(kāi)啟后指標(biāo)逐步惡化， 硫化氫 嚴(yán)重 超標(biāo) ，隨后對(duì) 配置 溶液的 化工原 材 料進(jìn)行了補(bǔ)充， 2009年 2月 7日恢復(fù)正常， 在此期間 熔硫釜運(yùn)行 ， 但 無(wú) 硫磺產(chǎn)生，為解決溶液中懸浮硫 的 問(wèn)題，將 原來(lái) 停運(yùn)的 硫系統(tǒng)中 過(guò)濾 溶液 的壓濾機(jī) 重新啟用， 進(jìn)行脫硫液過(guò)濾，效果較好，但 過(guò)濾出的 固體物中含堿量 較 高。 常壓脫硫異常期間溶液 的 分析結(jié)果見(jiàn)表 3。 表 3 常壓脫硫異常期間溶液分析 的 數(shù)據(jù) 日 期 碳酸氫鈉/(g 碳酸鈉/(gL 總堿度/(gL 硫酸鈉/(gL 硫代硫酸鈉/(gL 懸浮硫/(gL 總釩/(gL 栲膠/(gL 2009009009009009. 62 009009009009 明：表中加橫線的數(shù)據(jù)為較指標(biāo)比異常的數(shù)據(jù) ； 斜線的部分沒(méi)有做數(shù)據(jù) 。 由表 3可見(jiàn) ， 在 2009年 1月 23 日后 ， 添加的碳酸鈉由最初 的 每班 300 加到 500 用添加部分液體燒堿（每班約 25 高 經(jīng)過(guò) 10天，基本恢復(fù)到正常狀態(tài)。 c)第三階段 ： 2009年 2月 下旬到 4 月初，常壓脫硫裝置轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行階段， 各種常壓脫硫所需的 化工原 材 料 按照給定的標(biāo)準(zhǔn)有計(jì)劃的添加， 對(duì)溶液組分進(jìn)行 了 及時(shí)調(diào)整，熔硫釜也于 2009年 4月 2日產(chǎn)出了硫磺。 正常生產(chǎn)后溶液分析結(jié)果見(jiàn)表 4。 2010年第四屆全國(guó)焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會(huì) 2010年 6月 8日 11日 190 表 4 正常生產(chǎn) 后 溶液分析數(shù)據(jù) 日期 碳酸氫鈉/(gL 碳酸鈉/(gL 總堿度/(gL 栲膠/(gL 硫代硫酸鈉/(gL gL 懸浮硫/(gL 總釩/(gL 20090090091 009009009009班的化工原料基準(zhǔn)添加量為： 碳酸鈉 400 氧化二釩 8 膠 5 3種原料按照 熟化 方案熟化 2 h 后加入貧液槽， 每天在制備液槽處向制備液中加入 250 g 氣中硫化氫 含量約 1.2 g/氰酸 含量 約 1 g/化后 ， 煤氣中的硫化氫 含量 小于 10 mg/ 析 及 改進(jìn)措施 a)2009年 1月下旬到 2月上旬出現(xiàn)的異常情況是 ： 煤氣中 的氫氰酸和洗苯塔后 夾帶 的 洗油 會(huì)對(duì)脫硫液造成影響， 但這未 引起足夠的重視，在 最初 計(jì)算堿耗中也 未 重點(diǎn)考慮， 導(dǎo)致裝置 運(yùn)行 中出現(xiàn)了碳酸鈉消耗嚴(yán)重偏高和溶液組分失調(diào)的情況，進(jìn)而造成吸收效果差 。 煤氣中的氫氰酸和硫化氫同樣 要消耗同比例的碳酸鈉，所以碳酸鈉的消耗既要考慮硫化氫的含量，同時(shí)還要 考慮 氫氰酸的含量 。 前 期由于 未檢測(cè) 氫氰酸的含量， 因此 所需要的碳酸鈉相對(duì)較少，無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要；煤氣中夾帶的洗油會(huì)造成溶液再生時(shí)不能形成大的硫泡沫，進(jìn)而無(wú)法將硫泡沫浮選出來(lái)，造成硫泡沫在溶液中循環(huán)積累，影響了溶液的吸收能力； 溶液中總堿組分保持較高的水平有利于硫化氫的脫除，但總堿升高又帶來(lái)了系統(tǒng) 的 腐蝕問(wèn)題，經(jīng)過(guò) 3個(gè)月 探索和分析 發(fā)現(xiàn) ， 只要控制 好 溶液中 硫代硫酸鈉的含量 便 能 控制 溶液的 腐蝕，溶液的 有效 組分可以 適當(dāng) 高些 。 b)控制 噴頭溶液 的 壓力 ， 宜。 壓力低時(shí) 吸入的空氣不足 會(huì) 影響再生 ； 壓力高時(shí) 會(huì)造成溶液翻花大 ， 難以形成較大的硫泡沫，造成硫泡沫浮選困難，影響溶液再生效果 。同時(shí) ， 隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，噴頭也會(huì)出現(xiàn)堵塞 現(xiàn)象 ， 造成 局部 溶液壓力升高的 假 象，這時(shí) 需要 對(duì)堵塞噴頭進(jìn)行人工清理。 c)硫泡沫槽設(shè)計(jì)使用氮?dú)饧訅?，由于系統(tǒng) 原因 有時(shí)氮?dú)馔９?使 本該連續(xù)溢流和處理 的硫泡沫 受到影響 。 有 廠家不再設(shè)置高位硫泡沫槽，而是 采用 低位硫泡沫槽直接 到 泡沫泵加壓 進(jìn)入 熔硫釜，這樣可以減少對(duì)公用工程的依賴性 。 配置了內(nèi)部攪拌空氣 代替攪拌器攪拌 ，效果較好。 實(shí)際運(yùn)行中 硫泡沫泵需要設(shè) 置副線，即從泵出口到高位硫泡沫槽建立一個(gè)大循環(huán)，這樣進(jìn)入熔硫釜的溶液壓力就相對(duì)穩(wěn)定也容易調(diào)節(jié) ，有利于溶液的再生 。 d) 溶液液位或流量 自調(diào)閥的調(diào)節(jié)范圍在 20 80之間，由于 選擇的 閥門(mén)口徑大，需要 前后 切斷閥配合調(diào)節(jié)。使用中出現(xiàn)過(guò)自調(diào)閥門(mén)開(kāi)度在 10左右，經(jīng)常出現(xiàn)流量異常波動(dòng)的情況， 通過(guò) 分析認(rèn)為是 自調(diào)閥閥門(mén)在小開(kāi)度的情況下，線性差加之蝶閥易卡住，通過(guò) 前后 切斷閥的調(diào)整 ，適度開(kāi)大 ，將自調(diào)閥的開(kāi)度控制在 25左右，自調(diào)閥的自調(diào)作用才得以充分發(fā)揮。 e)避免 化工原