180 kt/a合成氨變換氣脫硫改造運(yùn)行總結(jié)

張 明

(安徽昊源化工集團(tuán)有限公司,安徽阜陽 236000)

安徽昊源化工集團(tuán)有限公司是由原安徽阜陽化工總廠改制而成的大型化工企業(yè)。主要產(chǎn)品為,總氨1000 kt/a、尿素1 000 kt/a、碳酸氫銨400 kt/a、甲醇400 kt/a等。

1 存在的問題

公司共有三套變脫系統(tǒng),運(yùn)行效果不理想,進(jìn)口氣體中H2S 70～80 mg/m3、變脫出口H2S 10～15 mg/m3,系統(tǒng)阻力較大(0.05～0.07 MPa)、泡沫帶液量大、物料消耗高并有氣體帶液現(xiàn)象,是我公司合成氨系統(tǒng)的瓶頸。根據(jù)公司進(jìn)一步發(fā)展的需要,于2007年決定新上180 kt/a合成氨變換氣脫硫系統(tǒng)一套。

2 系統(tǒng)改進(jìn)措施

針對(duì)老系統(tǒng)存在的問題,我們進(jìn)行大量考察和調(diào)研,并結(jié)合我公司實(shí)際,提出以下改進(jìn)措施。

(1)對(duì)該系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備脫硫塔的改進(jìn)如下:①加大填料尺寸,由原來的直徑50 mm的鮑爾環(huán)改為直徑76 mm的聚丙烯階梯環(huán),以降低阻力,減少硫堵現(xiàn)象發(fā)生;②采用新型的雙切線氣體分布器,使氣體進(jìn)入塔器實(shí)現(xiàn)無阻力;③液體進(jìn)塔分布器采用環(huán)槽型分布器,使液體進(jìn)塔無阻力且分布更加均勻;④液體再分布器采用槽盤式液體分布器;⑤填料支撐選用柵板式。

(2)增加栲膠液換熱器一臺(tái),冬季作為栲膠液加熱、夏季作為栲膠液冷卻用,以穩(wěn)定栲膠液的再生溫度。

(3)脫硫塔液相出口至再生槽之間增設(shè)栲膠液閃蒸槽一個(gè),閃蒸氣直接回壓縮機(jī)一段進(jìn)口,這樣,既回收了液相夾帶的有效氣體,又改善了再生槽的環(huán)境。

(4)傳統(tǒng)的硫磺回收方式缺陷明顯,間歇式熔硫環(huán)境污染大、物料流失嚴(yán)重;連續(xù)式熔硫殘液處理困難,無法有效回收。我們采用真空過濾加連續(xù)熔硫的方式,使物料回收率明顯提高,大大減輕了環(huán)保壓力。

(5)另外,需加強(qiáng)生產(chǎn)日常管理。定期開啟備用泵對(duì)脫硫塔進(jìn)行沖洗;定期檢查清理再生槽噴射器;穩(wěn)定生產(chǎn)工藝盡量避免較大波動(dòng)。

3 工藝流程(圖1)簡介

由變換三水出口來的變換氣,壓力在0.8～0.9 MPa,進(jìn)入汽水分離器,分離掉氣體中的水分后,從變脫塔下部進(jìn)入與變脫塔頂部下來的栲膠液逆流接觸,氣體中的 H2S與脫硫液中的Na2CO3反應(yīng)而被脫除。變脫塔出口氣體中 H2S≤10 mg/m3,進(jìn)入變脫后汽水分離器,分離水分后進(jìn)入精脫硫塔的頂部,由精脫硫塔底部出來(精脫硫塔出口 H2S≤5 mg/m3),進(jìn)入冷卻器,出口氣體溫度小于30℃,再進(jìn)入分離器去壓縮機(jī)三段。經(jīng)脫硫泵加壓的栲膠液進(jìn)入變脫塔頂部,由其底部出來經(jīng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入閃蒸槽(閃蒸壓力控制在0.4～0.45 MPa),換熱后再進(jìn)入再生槽,栲膠液在再生槽再生后進(jìn)入貧液槽,貧液由脫硫泵打入變脫塔,循環(huán)使用。

圖1 變脫系統(tǒng)工藝流程簡易框圖

4 工藝指標(biāo)

4.1 壓 力

變脫塔進(jìn)口壓力 ≤0.85 MPa

變脫塔壓差 ≤0.05 MPa

再生壓力 ≤0.4～0.45 MPa

4.2 溫 度

栲膠液溫度 35～40℃

再生溫度 40～43℃

4.3 成 分

變脫塔出口H2S ≤10 mg/m3

總堿度 0.4～0.7 mol/L

Na2CO34.0～8.0 g/L

栲膠 0.8～1.4 g/L

NaVO30.6～1.0 g/L

p H值 8.5～9.0

懸浮硫 ＜0.5 g/L

液氣比 ＞11L/m3

4.4 液 位

變脫塔 40%～60% 貧液槽 40%～60%

5 設(shè)備配置

5.1 靜止設(shè)備(表1)

表1 變脫系統(tǒng)靜止設(shè)備一覽表

5.2 運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備(表2)

表2 變脫系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備一覽表

6 實(shí)際運(yùn)行情況

(1)運(yùn)行參數(shù)

系統(tǒng)進(jìn)口氣體流量 112000 m3/h;

栲膠液流量 812 m3/h

變脫塔阻力 0.015 MPa;

再生壓力 0.45 MPa

進(jìn)口H2S 80～100 mg/m3

出口H2S 5～8 mg/m3

(2)消耗(噸氨)

純堿 0.5～0.7 kg;

熟栲膠 0.025～0.03 kg;

五氧化二釩 1～1.5 g;

脫硫劑 1.5～2 g;

電耗 10～13 kW·h。

7 結(jié) 語

本裝置共投資1800萬,操作采用DCS控制系統(tǒng),自動(dòng)化程度高,運(yùn)行平穩(wěn),物料消耗較低,達(dá)到了節(jié)能、降耗、環(huán)保的目的。