降低净化气中硫含量的措施

降低净化气中硫含量的措施

该公司的环保装置采用了一种鲁奇技术对原料h的过滤系统。1低温甲醇洗单元来自煤气化装置的粗合成气经过变换单元一氧化碳变换和配气后，产生一氧化碳含量（体积分数）为19%～23%的原料气，送往低温甲醇洗单元吸收塔进行脱硫、脱碳，生产出满足下游装置的净化气。低温甲醇洗单元富碳甲醇经过中压闪蒸和次中压气提回收有效气后，进入二氧化碳闪蒸段闪蒸出纯度为99.8%的二氧化碳产品气，闪蒸后的富碳甲醇一部分进入再吸收塔，一部分进入低压闪蒸段再次闪蒸，产生的尾气给装置提供冷量，闪蒸后的半贫液作为主洗甲醇进入吸收塔参与吸收；吸收塔的富硫甲醇经过中压闪蒸和次中压气提回收有效气后进入再吸收塔，与进入再吸收塔的富碳甲醇经过氮气气提，浓缩硫化氢后进入热再生塔进行甲醇再生，气提产生的尾气给装置提供冷量，再生后的甲醇作为贫甲醇经过冷却后进入吸收塔循环利用，再生的酸性气经过冷却后送至硫回收系统生产硫磺。2影响因素：1。清洁气体硫标准2.1甲醇循环量的影响甲醇循环量主要根据需要处理的原料气量及进、出塔的组成决定。由于进、出塔气相组分已经确定，因此，根据吸收塔液气比的计算公式可知，甲醇循环量随着原料气量的增加而增加，随着原料气量的减少而减少。但是在粗合成气量不变的情况下，减少甲醇循环量，则吸收推动力相应减小，由于相际传质面积不变，则会导致净化气硫含量超标，甚至出现严重的雾沫夹带；相反，当增加甲醇循环量时，吸收推动力增加，利于吸收，但超过一定限度后，吸收效果不会明显增加，反而增加溶剂消耗及后系统的处理负荷，不利于系统的稳定运行。2.2液相主体浓度原料气中的硫主要通过贫甲醇对其进行吸收脱除，根据双膜理论可知，在吸收过程中对于液相主体而言，影响吸收效果的主要因素在于相际边界层液相主体中硫的浓度。当相际边界层液相主体浓度增加时，吸收推动力降低，单位体积的甲醇所吸收的硫化氢减少，从而降低了原料气中硫的脱除效果，使净化气中的硫含量升高；当相际边界层液相主体浓度减少时，吸收推动力增加，单位体积甲醇吸收的硫化氢增加，从而提高了原料气中硫化氢的脱除效果，降低了净化气中的硫含量。2.3贫甲醇水含量的影响在吸收过程中，当贫甲醇中的水含量较高时，单位体积的贫甲醇中甲醇浓度降低，进而影响到贫甲醇对原料气的脱硫效果，根据有关文献2.4温度对气液两相溶解度的影响根据溶解度曲线可知，在总压及组分不变的情况下，互成平衡的气液两相随着温度的降低，溶质在溶剂中的溶解度增加，有利于吸收操作。根据有关文献2.5该系统对甲醇的主清洁影响主洗甲醇在吸收塔参与吸收的过程中，当其中H2.6气的引入和气的形成气提氢气主要用于回收二氧化碳闪蒸塔次中压闪蒸段和硫化氢闪蒸塔次中压闪蒸段的CO和H2.7在工艺中，氨含量的影响氨和甲醇为极性物质，相似相溶，在常温、常压下，氨极易在甲醇中溶解，其在甲醇中的溶解度是H2.8对变换催化剂活性的影响原料气中含有H2.9利用甲醇中的硫化氢含量在气体组分及温度不变的情况下，由亨利定律可知，当系统的压力升高时，气相中硫化氢的分压也会升高，则其在甲醇中的溶解度也会增加，其相际界面气相侧传质推动力增加，有利于甲醇对硫化氢气体的吸收，因此净化气中的硫化氢含量也会相应降低，提高脱硫效果。2.10co清洁在装置稳定运行的过程中，为保证净化气中CO2.11负荷波动的影响当上游装置出现负荷波动时，低温甲醇洗净化气也会随之出现波动，若在负荷波动期间，没有及时根据负荷调整系统循环量，净化气中的硫指标也会受到影响。2.12影响水和煤浆水的使用气化制煤浆用水中含有大量的氮氧化合物时，在气化炉中燃烧不充分时，产生的粗合成气中会还有NH2.13煤浆用水的制备重烃火炬冷凝液中含有大量的杂质，当冷凝液通过汽提系统汽提进入气化后，作为煤浆用水制备煤浆，经过气化炉气化后在不完全燃烧的情况下会生成含有杂质气体的粗合成气。粗合成气经过变换进入低温甲醇洗系统后，杂质气体由于不能充分再生会在低温甲醇洗系统累积，从而影响贫甲醇的品质，进而影响原料气的脱硫效果。2.14贫甲醇换热器泄漏在装置运行过程中，由于设备的泄漏或者设计不合理等原因也会造成净化气中的硫含量超标。例如，贫/富甲醇换热器泄漏，贫甲醇泄漏至富甲醇，使富甲醇中硫化氢的饱和度下降，在热再生塔中不能充分再生，导致贫甲醇中的硫化氢含量增加，进而影响吸收效果；另外，由于贫甲醇泄漏至富甲醇，则导致贫、富甲醇换热不均，使贫甲醇进入吸收塔的温度升高，从而对原料气脱硫效果产生影响。3通过分析和解决气硫超标的原因3.1系统循环量、工况装置在开车后满负荷运行的情况下，压力一般维持在5.45～5.6MPa，温度一般维持在-51～-50℃，在上游负荷及组分不变的情况下，运行一周后净化气中的硫含量会出现上升趋势，并超出设计指标。结合硫超标的因素，由于在加、减负荷及正常运行过程中，系统循环量根据系统负荷进行计算调整，可以排除系统循环量不足的影响；经过对贫甲醇中硫含量、水含量及氨含量检测分析，发现贫甲醇中硫含量最高可达25×103.2解决措施3.2.1控制贫甲醇中的硫含量装置开车至今对贫甲醇中的硫进行检测分析，如表1所示。当贫甲醇中的硫含量达到10×103.2.2氨含量的控制在贫甲醇中的硫含量维持在6×103.2.3降低富甲醇换热器内压降反渗透膜1）在保证吸收塔脱硫段硫含量小于1×102）将原料气进低温甲醇洗系统的温度由27℃降低至19～20℃。3）针对贫富甲醇换热器换热不充分问题，利用检修对该换热器进行清洗及查漏。4）根据深冷器进、出口温差，将深冷器的液位由原来的60%降低至40%～47%。经过调整，贫甲醇进吸收塔的温度由-51～-50℃降低至-53.5～-51.5℃，调整前、后贫甲醇温度变化如图2所示。3.2.4优化气提升气体的体积由于二氧化碳闪蒸段气提氢气量大于1000m3.2.5系统降低系统水含量将精馏塔的进料位置由原先的第26块塔板移至第21块塔板，降低进料位置，工况调整后系统运行过程中贫甲醇水含量（质量分数）由原来的1.28%降低至0.77%，如图3所示，有效的降低了单位体积贫甲醇中的水含量，进而提高了主洗甲醇和贫甲醇的品质。3.2.6co环境保设计为满足下游装置氢碳比的需求，当需要提高碳含量时，CO3.2.7减少吸收剂杂质组分将气化煤浆用水中烯烃送来的含有烃类物质的废水改用其他水，减小由于烃类在气化炉内不完全燃烧而造成的原料气中杂质组分的增加，从而降低吸收塔脱除杂质气体的负荷，避免因杂质气体在低温甲醇洗系统累积而造成净化气超标。3.2.8调整双醇重氟冷冻液的工艺调整重烃火炬冷凝液流程，将重烃火炬冷凝液切换为其他流程，避免进入气化煤浆用水。4