变换气脱硫系统改造运行总结

0前言

青岛碱业股份有限公司天柱化肥分公司具有生产合成氨醇16万吨、尿素20万吨的生产能力。

变脱系统采用0.8MPa操作压力,888脱硫催化剂,变脱塔内装填DN76塑料海尔环填料,在合成氨生产过程中,变脱工序生产不稳定,会造成后工段脱碳塔填料的堵塞,使得脱碳系统阻力上升,脱碳效率下降,同时也会造成常解气中H2S含量上升,给尿素系统脱硫增加负担,严重时会造成尿素系统的腐蚀。

1 变换气脱硫系统基本状况

我公司变换气脱硫共有两套系统,其中一系统Φ1800变脱塔,合成氨醇能力为5万吨;二系统为Φ2800变脱塔,合成氨醇能力为11万吨,两套变换气脱硫共用一套再生系统,溶液循环量为600m3/小时,浮选出的硫泡沫流到半水煤气脱硫系统进行过滤处理。

变换气脱硫同半水煤气脱硫一样,都是采用碱做脱硫剂,888做催化剂。

2 改造前系统存在的问题

本次改造主要是指对Φ2800变脱系统进行改造。

我公司二系统Φ2800变脱塔原设计能力为8万吨/年,随着公司产品结构的调整和生产能力的进一步扩大,(公司于2006年在二系统增加3万吨的扩产改造),二变脱的生产负荷已超出了原设计能力,特别是09年受煤炭市场供应紧张的影响,公司适当增加了高硫煤供应量,这样就造成了变脱入口H2S增高,有时甚至达到510mg/Nm3,使变脱塔的负荷进一步增加,已成为制约全公司扩产改造的瓶颈问题。

具体表现在:

2.1 变脱后的H2S超标

变脱后H2S含量由正常生产时的20mg/Nm3以下提高到68mg/Nm3左右,最高时达到136mg/Nm3,严重影响着下工序的正常生产。

2.2 脱硫效率降低

脱硫效率由正常生产时的95%降为90%左右,最低不到80%

2.3 净化材料消耗偏高

为了降低变脱后H2S含量,我们把溶液中的有效成份提到高限,Na2CO3的加入量由正常时的240kg/天,增加到600kg/天,最高时达到1000kg/天,这样就造成了脱硫副反应速率的增快和净化材料消耗增加。


3 原因分析

由于变脱塔在0.8MPa压力下脱硫,它不同于常压下半水煤气脱硫。在变脱系统中2SCO2的分压均较高,再生过程中付反应比较复杂,且相互受影响,因此它的传质推动力较低。变脱塔的结构设计在喷淋密度、液气比、喷淋点的分布等方面均有别于半脱塔。

通过平时对Φ2800变脱系统观察及以上述情况的分析,我们断定:

Φ2800变脱塔内部结构不能满足现有生产条件。

② Φ2800变脱塔顶部液体分布器原设计已不能适用当前生产气量,液体分布效果差,从生产报表上可以推断液体在填料后层内的偏流,而且是大面积偏流现象是较严重的,因此必须进行更换。

4 采取措施

公司针对Φ2800变脱塔状况专门安排技术人员外出参观考察,对垂直筛板塔、无填料塔等进行对比,考察论证后,我们仍认为填料塔有操作弹性大、净化效率高的优势,并根据我公司的实际情况,决定只更换Φ2800变脱塔顶部的液体分布器,增加一组液体再分布器,而填料不做更换。

20094月我们利用停车检修机会把Φ2800变脱塔顶部的液体分布器及再分布器更换为由杭州林德塔内件技术有限公司所研发的专利技术即无导流槽槽盘式分布器。该液体分布器的结构特点是:对上升的气流具有导向的作用,与常规槽盘式液体分布器相比抗堵塞性能更强,阻力更低。

这种分布器不仅投资少,且不必在塔内动火焊接,安装方便,施工周期短,更重要的是取得了良好的运行效果,在同样生产负荷条件下,变脱后H2S含量由改造前的68mg/Nm3降到10.2mg/Nm3以下,脱硫效果由改造前的不足90% 提高到96%以上,净化材料的消耗也明显降低,Na2CO3的加入量由改造前的600kg/天,降为120-240kg/天,其经济效益十分明显。在变脱前H2S含量500 mg/Nm3的情况下,仍能达到90%以上的脱硫效率。

5 总结

槽盘式分布器的安装达到了脱硫液在塔内均匀分布的效果,提高了变脱塔的生产能力,从根本上解决了我公司Φ2800变脱系统存在的问题,为公司的进一步扩大生产能力打下良好的基础。因此我们体会到:在变脱系统中良好、合理设备的优化配置,是更能体现888脱硫催化剂在变脱系统脱高硫煤优势的基础。