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          有機硫轉化吸收精脫硫工藝 在青島昌華公司長有效期使用的總結

          1 前言

          眾所周知,精脫硫在合成氨聯產甲醇生產中的氣體凈化是一個非常重要的工藝環節。甲醇催化劑對精脫硫工藝技術提出了很高的要求,即要求達到很高的氣體凈化度,還要求簡化精脫硫工藝和生產操作。我們知道,通常原料氣經過濕法脫硫后,除了含有一定量的H2S外,還有微量的有機硫(如COS、CS2和硫醇、硫醚、噻吩等),這些微量硫是導致甲醇、甲烷化、氨合成等催化劑活性中心中毒而失活的主要原因。目前,隨著精脫硫技術的不斷發展和進步,脫硫精度可達到總硫0.01ppm級的深度脫硫,確保甲醇催化劑的長周期安全穩定運行。

          我們公司是由一家國有氮肥生產企業改制的股份制公司,現有氨醇生產能力20萬噸/年,尿素20萬噸/年。2005年5月,我們公司在合成氨擴能改造和聯醇技改中采用了長春東獅公司開發的有機硫直接轉化吸收精脫硫技術。該項技術是長春東獅公司在開發888系列濕式氧化法脫硫技術和JNT系列精脫硫劑成功應用的基礎上,并實現了精脫硫工藝技術的完善及全面提升,最終可將原料氣中的總硫含量脫除到0.01ppm以下的新型精脫硫工藝技術。該套精脫硫系統自2005年6月投運至今已經連續有效使用三年半以上,現在仍然在使用。在2008年8月5月份的精脫后的氣體分析總硫含量依然在0.02 mg/m3以內。

          2 JNT-3、JNT-3A型脫硫劑串用精脫硫工藝技術簡介

          2.1 反應原理

          東獅牌JNT-3、JNT-3A型精脫硫催化劑均為以活性炭作為載體,添加相應的活性助劑和促進劑。該改性活性炭脫硫屬多相反應:

          (1)硫化氫的脫除:

          H2S+1/2O2==S+H2O+221.54KJ      (生成的硫和水也被活性炭吸附)

          (2)有機硫轉化吸收:

          .2 工藝簡述

          脫碳后氣體先經氣水分離器將氣體中的霧滴分離干凈,然后從第一精脫硫塔底進入裝有70 m3 JNT-3型改性活性炭精脫硫催化劑的床層,氣體自下而上,將其中的H2S脫除至0.1ppm以下,然后從塔頂出來進入裝有90 m3JNT-3A型轉化吸收精脫硫催化劑的第二脫硫塔的上部,氣體自上而下將氣體中的有機硫轉化吸收至0.01ppm以下,并脫除微量的H2S,氣體中的總硫含量降至0.01ppm以下后,從塔底出來送入后工段。

          2.4 應用的主要工藝

          溫度:室溫~40℃;空速:~1000h-1;壓力:3.0MPa;入口COS含量≤3mg/m3,C2S含量≤2mg/m3,出口總硫:<0.01×10-6(v/v);脫硫劑床層高徑比大于3。氧硫摩爾比≥3

          3 應用該工藝體現的優點

          3.1 我廠精脫硫工藝在常溫條件下實現有機硫的轉化和吸收,相對應用普通水解精脫硫工藝來說不需要提溫和降溫,因而沒有能耗,有機硫和無機硫直接在催化劑中進行轉化和吸收,選擇性強、反應簡化,不改變氣體的物理和化學性質。

          3.2 聯醇工藝中脫碳后氣體中的有機硫和無機硫含量均較低,在正常生產中一般不超過5mg/m3,我公司采用的是碳丙液脫碳,氣體中氧含量一般在0.1%左右。

          3.3 脫硫精度比較高,脫硫后氣體中總硫含量可以達到0.01mg/m3以下,能夠很好對甲醇觸媒起到保護作用,同時可以混裝脫羰基金屬化合物的凈化催化劑,免除微量羰基金屬化合物對甲醇觸媒的危害。更能有效地保護甲醇觸媒。

          3.4 該工藝投資省,工藝簡單,設備比較少,占地面積小,在實際應用中不需動力消耗,在運行中不需要過多操作,不單獨設崗位,定期分析脫硫前后的數據即可。

          3.5 采用有機硫直接轉化吸收工藝適應力強,一般以采用煤制氣的合成氨系統聯醇工藝都可以使用(有機硫含量相對較低的情況下),并且使用有效周期相對較長,可以根據工藝氣體狀況、甲醇觸媒使用時間、有機硫轉化吸收的硫容來確定該催化劑的裝填量,以實現與甲醇催化劑同步更換,從而減少系統停車次數,節約費用。

          3.6 我廠半水煤氣中的硫化氫長期在3.0g/Nm3以上,原料氣工況并不很優越,在這種情況下精脫硫能夠超長周期使用,總結這幾年的經驗,我認為首先加強半脫管理,嚴控脫硫指標,變脫采用濕串干流程嚴格把關,保證脫硫負荷不后移。其次選擇高質量的精脫硫劑,結合現場工況設計合理的流程和裝填比例。我廠有機硫在變換過程的轉化后殘余量仍然很高,保證精煉氣的質量得益于精脫硫劑的質量。再次我廠半脫采用了能夠脫有機硫的酞菁鈷脫硫催化劑,能夠脫出部分有機硫。

          4 選用精脫硫技術的幾點建議

          4.1 在多數合成氨聯產甲醇的生產企業是在原有的小氮肥的基礎上改造和擴建的,制氣原料一般為煤,而生產工藝中的脫硫有二到三級,因而脫碳后的氣體中的硫化氫和有機硫含量相對比較低,通常總硫含量都不會超過10 mg/m3,可以優先考慮選用該精脫硫工藝技術。

          4.2 青島昌華集團股份有限公司的生產工藝中變換為全低變工藝,脫碳采用的碳丙液脫碳,脫碳后氣體中有一定的氧含量和飽和水氣含量,生產中工藝穩定,氣體分離器運行比較好,該精脫硫系統運行三年半時在壓力儀表上表現不出明顯的阻力,精脫硫系統總阻力實際測定也不超0.01MPa。所以要保持長周期運行生產工藝管理是比較重要。

          4.3 初次投資比較少,工藝配置簡單,在計算裝填量時應考慮適當放寬數量,以免在實際生產中有硫含量超標現象而影響有效使用周期,增加不必要的停車次數而造成經濟損失。

          5 結束語

          我們公司選用長春東獅公司開發的JNT-3、JNT-3A型脫硫催化劑劑串用常溫精脫硫工藝技術是相當成功的,通過三年多的實際生產運行驗證了該項精脫硫技術的適應性和優越性,達到了長周期穩定運行,既保護了甲醇觸媒又實現了極低的運行成本,取得了很好的經濟效益和社會效益。
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          關鍵詞: 888催化劑廠家 濕法脫硫技術服務改造 脫硫塔設備廠



           
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