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前言 河南省安阳化学集团公司原料气一车间常压脱硫,承担着老区合成氨、甲醇、甲胺三系统的脱硫任务,煤气量达90000m3/h 。三系统脱硫液共同循环使用。 一、存在问题 1、设备超负荷运行 我公司脱硫装置原设计是“六改八”92年上的一套脱硫设备,现已扩大到年产12万吨合成氨;九五年又新上一套年产三万吨甲醇项目,现已扩大到六万吨以上,随着煤气负荷的不断增加,进塔前H2S偏高,给脱硫任务的完成带来巨大困难。再生槽设计偏小,溶液在再生槽停留时间短,对单质硫的析出,载氧体栲胶的氧化和钒的转换带来很大难度,贫液混浊、再生不完全、悬浮硫高,平均0.84g/L,析硫效果差,甚至堵塔现象十分频繁。 2、化工原材料消耗高 脱硫化工原材料消耗尽管和大多数同类型企业相比偏低,但是和理论数据相比还存在着较大的差距,现吨氨耗化工原材料折人民币平均5.5元。再生槽小,每当入口硫化氢升高或系统出现波时,大量的清夜从溢流堰流至中间泡沫槽,造成溶液损耗高,给公司降本增效工作增添了较大的负担。 3、悬浮硫高 我们这套脱硫装置是在92年上时采用的栲胶法脱硫工艺,和兄弟企业相比上的比较早,从总体上来说,工艺操作、管理、消耗都比较理想,从未因我们工序出现问题而影响系统生产,但悬浮硫较高一直是难以解决的问题,平均0.8g/L以上,硫堵塔现象十分频繁,每年大小修必须清塔,经过多次工艺调试,不能很好地控制在指标以内,后来我们加强了工艺操作溢流管理,也仍是如此。 二、脱硫主要设备规格 脱硫塔两台: 合成氨:Ф4400mmH:38850mm 甲醇Ф2800mmH:38850mm 塔内装:鲍尔环填料 喷射再生槽三台:合成氨系统两台: Φ4800/Φ5700mmH6600mm Φ3500/Φ4400mm H 6600mm 甲醇系统:Ф4500/Ф5400 H 8000mm 三、问题分析 从上述设备规格情况可以看出,设备小是造成该工艺出现问题主要原因,再加上煤炭市场紧缺,质量发生变化,在本来本工序设备超负荷运行的同时更是雪上加霜,脱硫循环量和再生成了工艺上的主要矛盾,加大循环量时,溶液在再生槽停留时间短,若减小脱硫循环量脱硫效率又很难保证。 四、投入量及其方法 见此现状,我们根据栲胶和“888”脱硫催化剂的特点进行了综合对比,讨论分析出“888”催化剂能提高脱硫效率和降低悬浮硫的特性,通过理论计算出投入量,而后利用循序渐进慢慢置换的办法,投入了该产品。 五、投入后的效果 1、硫回收和悬浮硫的变化 在该产品初步投入一周后,再生槽硫泡沫层发生了变化,比重增加,质量得到了提高,泡沫层达200mm的厚度,眼看着十分喜人,硫磺产量明显提高,班产由原来的350kg提高到550kg以上,经计算硫回收率高达100%以上,经过近一个月加强硫磺回收的努力,才慢慢的恢复正常的硫回收率。综合上述,硫磺产量和硫回收率得到提高,悬浮硫的降低也是必然,在未投用“888”脱硫催化剂之前,贫液中总是有细小硫颗粒,拿不出来,在做分析时特别不好过滤,真空泵抽时需要40分钟,甚至需要更长时间,但随着“888”在溶液中慢慢置换,开始发挥出其作用,分析过滤时间明显缩短,仅需要五分钟就可以完成,分析结果也由原来的0.8g/L降低到0.3g/L以下,至今已数年一直比较稳定。随之看到的脱硫塔阻力在450mmH2O柱以下,一直比较稳定,填料已连续五年未进行清理和更换。为集团公司节约了大量的人力、物力和财力,确保了系统的长周期、高负荷稳定运行。 2、脱硫效率的变化 在本工序脱硫装置本来就超负荷运行同时,煤质的变化对脱硫的影响已是不容忽视的问题,入口硫上涨、焦油含量高而且气味较浓,溶液被污染,直接影响到再生系统正常工作,脱硫效率也慢慢得不到保障,为此,我们在内部大做文章,想方设法来提高溶液循液循环量,例如:在再生槽贫液区加连通管、取消泵入口过滤器等等…,尽管循环量得到了提高,但再生系统却背上了沉重的包袱。自投用“888”脱硫催化剂之后,这一矛盾得到了很好解决,循环量由原来的720m3/h降到600m3/h,脱硫效率仍然保持在99.7%以上,不但提高了溶液在再生槽的停留时间,而且解决了脱硫、再生的矛盾问题,实现了良性循环。 3、化工原材料消耗的变化 说起消耗,直观来说,它与硫化氢的含量有直接关系,我们制备的溶液是由纯碱、栲胶、五氧化二钒和“888”四种原料相匹配的混和液体,通过我们长期使用总结,“888”脱硫催化剂本身确实有脱硫和节约化工原材料的功效。当我们刚开始投用该产品时,也没有注意到这一点,只是让它起到卸硫的作用就行了,可是经过数月运行后,发现各化工原材料加入量逐渐减少后,工艺指标却丝毫未降,让我们迷惑不解,尤其是碱耗在入口硫化氢平均1200mg/m3的时候,每天加碱200--300kg,仍能保持指标不下降,脱硫效率稳定,现平均0.52kg/tNH3,栲胶的加入量,也大量减少,原来每天平均加75kg,现只需加30kg,就完全能维持指标;五氧化二钒原来每月需加300kg,现每月只需加75kg,完全够用,而且副反应控制较好。自04年以来,我们的吨氨耗化工原材料一直平均保持在2.8元左右,每年可为公司节约70万元以上,受到了各级领导的好评。 六、管理和经验总结 1、脱硫人员的管理 使用再好的脱硫化工原材料,脱硫的管理是不容忽视的,大部分企业对脱硫工艺都不很重视,为了提高经济效益,还大量精减岗位人员,部分企业甚至还使用不懂工艺的临时工,溶液组分分析基本不做,从表面上理解是提高了经济效益,但脱硫工艺的变化是无时间规律,是合成氨工艺最不好操作的,一旦出现问题,事故的原因很难找出,严重时系统长期处恶化状态,不能及时恢复正常生产,导致成本升高,最严重时造成系统停车。 2、再生槽溢流操作的管理 对于脱硫工艺来说,再生槽溢流是脱硫工艺的关键环节,它能直接影响到贫液质量、吸收、塔阻、硫回收等等…乃至整个系统的生产,我们对此十分重视,并专设一操作工专门负责溢流,得到了硫磺的及时回收,这也是悬浮硫稳定的主要原因。再则,再生槽硫泡沫的变化是非常复杂多变的,例如:煤气质量、硫化氢的高低、残液的回收、再生吸气量、催化剂的指标控制等,都能使泡沫受到影响。所以我们要严格控制好硫泡沫的厚度和硫泡沫少的问题,一旦硫泡沫反应层增厚或没有硫泡沫,悬浮硫就会增长,必须做到根据硫泡沫情况,及时调节空气吸入量,或调节催化剂加入量。现在好多兄弟企业,使用的是连续熔硫,为了减少进入连续釜的泡沫液量,对再生槽溢流管理置之度外,我想,塔堵现象也是必然。 3、副盐的生成和控制 脱硫工艺副盐生成是很正常的,若控制不好,会直接使碱耗升高,设备腐蚀加快。根据我们所掌握经验,控制副盐生成率高的主要方法,首先是要控制好溶液温度,这一点我们应加强协调和管理,坚决控制在37~40℃为最好。再则,残液的回收,也是导致副盐升高的主要原因,尤其是连续熔硫生成率更高,应经过预处理后回系统最好。还有副盐硫氰酸钠是本工序较难控制的一生成物,但溶液温度高、再生氧化不完全,也给其生成创造了平台。至于如何控制副盐,我们对此十分重视,首先,应加强对副盐的分析,密切注意其变化,一般都是成正比增长,一旦增长,我们就加五氧化二钒,控制其效果十分明显,我们脱硫液的硫代硫酸钠,一直控制在3g/L以下。最终产物硫酸钠控制在20g/L左右,这两个数据控制已数年也一直比较稳定,充分保障了化工原料的正常消耗,减少了对设备的腐蚀,提高了设备的使用寿命。 总之,脱硫设备偏小,只要选用质量好的化工原料产品,加强工艺管理,是完全可以使脱硫工序实现良性循环。
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