變換脫硫系統(tǒng)優(yōu)化改造總結(jié)

(河南能源化工集團(tuán)有限公司 安化公司，河南 安陽 455133)

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變換脫硫系統(tǒng)優(yōu)化改造總結(jié)

李云

(河南能源化工集團(tuán)有限公司 安化公司，河南 安陽 455133)

通過對變換脫硫系統(tǒng)變換氣熱平衡系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，同時對除油系統(tǒng)進(jìn)行改造，優(yōu)化改造后變脫塔入口氣體溫度得到靈活控制，變換脫硫系統(tǒng)阻力得到降低，后續(xù)PSA-CO2段脫碳效果提高。

變換系統(tǒng)優(yōu)化 ； 阻力 ； 溫度 ； 打氣量

安陽年產(chǎn)20萬t乙二醇生產(chǎn)裝置于2012年12月打通全流程產(chǎn)出精乙二醇。作為乙二醇配套裝置變換系統(tǒng)主要任務(wù)是將常壓脫除大部分硫化氫經(jīng)壓縮機(jī)加壓后的水煤氣通過變換反應(yīng)將CO轉(zhuǎn)化為H2，從而達(dá)到乙二醇合成裝置所需的氫碳比，同時將有機(jī)硫轉(zhuǎn)換為無機(jī)硫并脫除，達(dá)到后續(xù)PSA-CO和PSA-H2總硫指標(biāo)要求。2015年以來，隨著該套煤制乙二醇裝置負(fù)荷提升，變換脫硫系統(tǒng)存在變脫塔入口氣體溫度高，系統(tǒng)阻力上升的問題，嚴(yán)重影響系統(tǒng)負(fù)荷提高，通過改造和不斷優(yōu)化工藝，解決這些問題，目前取得了較好的效果。

1 存在問題

1.1變脫塔入口氣相溫度高

變換氣自中溫水解塔出口進(jìn)入變脫塔之前，溫度需要降至45 ℃以下，原設(shè)計(jì)為兩級降溫，第一級為脫鹽水換熱后運(yùn)送鍋爐除氧器，二級為循環(huán)水換熱，由于后續(xù)脫鹽水用戶需求量小，造成一級脫鹽水換熱效果不佳，并將大部分脫鹽水就地排放，形成浪費(fèi)。如果增大脫鹽水通過量，會對脫鹽水制備裝置形成較大壓力。在夏季生產(chǎn)時，變脫塔溫度經(jīng)常突破45 ℃。過高的氣體溫度導(dǎo)致變脫溶液溫度升高，脫硫溶液溫度在43 ℃以上，高時可達(dá)到47～48 ℃，不利于硫化氫脫除和脫硫溶液的再生。同時，一旦溫度超過55 ℃還會造成變脫塔填料變形，阻力上升，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。高溫下氣體中夾帶的飽和水量變大，在進(jìn)入變脫系統(tǒng)后該部分飽和水進(jìn)入脫硫溶液系統(tǒng)，易造成脫硫溶液過多和溶液組分變化。且變換氣溫度升高導(dǎo)致入PSA-CO2段氣體溫度偏高，造成該段脫碳效果下降。

1.2系統(tǒng)阻力上漲

水煤氣經(jīng)壓縮加壓及除油水后，進(jìn)入耐硫變換系統(tǒng)。由于水煤氣壓縮機(jī)出口水煤氣中夾帶少量油水，經(jīng)過除油器除油后少量除油劑粉塵被帶入后系統(tǒng)換熱器和換熱管U形彎和觸媒表層，造成壓差逐步增高，影響系統(tǒng)長周期運(yùn)行。

2 變換工序改造措施

2.1變換氣熱平衡系統(tǒng)優(yōu)化改造降低變脫塔入口氣相溫度

2016年8月通過改造，對變換氣熱平衡系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在原來工藝路線上并聯(lián)一臺變換氣水冷器，根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)整兩臺變換氣水冷器過氣量，從而達(dá)到控制變換氣水冷器氣相出口溫度，保證了變脫塔入口氣相溫度。

表1 新增變換氣水冷器參數(shù)

2.2除油系統(tǒng)優(yōu)化提升降低阻力

通過對除油系統(tǒng)優(yōu)化提升，在水煤氣壓縮機(jī)出口變換系統(tǒng)入口前增加一臺油分離器，新增加油分離器與原有油分離過濾器可并聯(lián)也可串聯(lián)。

3 變換系統(tǒng)改造后工藝流程

變換系統(tǒng)改造后工藝流程圖如圖1所示。

圖1 變換系統(tǒng)改造后工藝流程圖

4 改造后效果

4.1變換氣熱平衡系統(tǒng)優(yōu)化效果

通過在變換系統(tǒng)增加變換氣水冷器，降低除鹽水預(yù)熱器除鹽水用量，使變換氣進(jìn)入變脫塔的溫度不超溫，使脫硫溶液溫度穩(wěn)定，提高了脫硫溶液再生和脫硫效率，穩(wěn)定了變脫塔阻力，同時使PSA-CO2脫碳效果提高，保持了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

由于新增水冷器與原有的水冷器并聯(lián)，使氣體通過該部分時阻力降低了10 kPa。增加水冷器后也減少了除鹽水用量。

表2增加變換氣水冷器前后變脫塔水煤氣入口溫度變化

由表2可看出，2016年增加水冷器后變脫塔入口煤氣溫度較2015年同時期的低，平均入口煤氣溫度控制在39～42 ℃，而變脫塔入口水煤氣最高溫度為45 ℃，控制在要求指標(biāo)范圍內(nèi)。

由表3看出變脫塔入口煤氣溫度降低使脫硫溶液平均溫度也降低，脫硫溶液溫度由增加水冷器前2015年9—11月的43～46 ℃降低至增加水冷器后2016年9—11月的37～40 ℃。

脫硫效果較之前明顯，硫回收率由2015年10—11月的88%～89%提高至2016年10月以來的90%～93%。

表3 脫硫溶液溫度變化

由于脫硫效率和硫回收率提高使變脫塔阻力穩(wěn)定不上漲，增加變換氣水冷器后2016年9—11月3個月期間變脫塔阻力穩(wěn)定在3 kPa左右，不再上升。

PSA-CO2段脫碳效果明顯提高，PSA-CO2段尾氣中CO2平均含量由2015年9月—11月的0.45%～0.47%降低到2016同時期的0.35%～0.38%。

2016年8月份變換氣新增水冷器投入運(yùn)行后，除鹽水預(yù)熱器除鹽水循環(huán)量減少了，由原來150～160 t/h減少至50～60 t/h，同時除鹽水不再排放；由于增加了一臺變換氣水冷器，變脫塔入口煤氣溫度得到靈活控制。

4.2除油系統(tǒng)優(yōu)化提升改造效果

除油系統(tǒng)優(yōu)化提升改造，在水煤氣壓縮機(jī)出口變換系統(tǒng)入口前增加一臺油分離器后，老油分過濾器平均壓差降低效果顯著，由此降低了變換系統(tǒng)阻力；同時降低水煤氣壓縮機(jī)出口壓力，水煤氣壓縮機(jī)打氣量得到提高。

平均打氣量由改造前2016年11月份的83 844 m3/h提高到改造后2017年2月份的84 195 m3/h，每小時平均打氣量提高了1.1%～5%。

除油系統(tǒng)優(yōu)化后2017年2月份及3月份除油系統(tǒng)壓差穩(wěn)定在16 kPa，上升趨勢緩慢，而除油系統(tǒng)優(yōu)化前2016年11月份除油系統(tǒng)壓差達(dá)93 kPa，且上升趨勢快。

除油系統(tǒng)優(yōu)化改造后，水煤氣壓縮機(jī)出口壓力明顯降低，除油系統(tǒng)優(yōu)化前2016年10—11月壓縮機(jī)出口平均煤氣壓力為1.068 MPa和1.085 MPa，除油系統(tǒng)優(yōu)化后2017年2月份及3月份壓縮機(jī)出口平均水煤氣壓力穩(wěn)定在1.05 MPa。

5 結(jié)束語

通過對變換系統(tǒng)變換氣熱平衡系統(tǒng)及除油系統(tǒng)優(yōu)化改造，變脫塔入口氣相溫度得到有效控制，除鹽水用量降低，同時降低了變換脫硫系統(tǒng)阻力，降低了水煤氣壓縮機(jī)出口壓力，提高了水煤氣壓縮機(jī)打氣量。取得了節(jié)能降耗的明顯效果，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2017-04-15

李 云(1985-)，女，助理工程師，從事水煤氣凈化技術(shù)方面工作，電話：18790830832。

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