180 kt/a合成氨变换气脱硫改造运行总结

张 明

(安徽昊源化工集团有限公司,安徽阜阳 236000)

安徽昊源化工集团有限公司是由原安徽阜阳化工总厂改制而成的大型化工企业。主要产品为,总氨1000 kt/a、尿素1 000 kt/a、碳酸氢铵400 kt/a、甲醇400 kt/a等。

1 存在的问题

公司共有三套变脱系统,运行效果不理想,进口气体中H2S 70～80 mg/m3、变脱出口H2S 10～15 mg/m3,系统阻力较大(0.05～0.07 MPa)、泡沫带液量大、物料消耗高并有气体带液现象,是我公司合成氨系统的瓶颈。根据公司进一步发展的需要,于2007年决定新上180 kt/a合成氨变换气脱硫系统一套。

2 系统改进措施

针对老系统存在的问题,我们进行大量考察和调研,并结合我公司实际,提出以下改进措施。

(1)对该系统的关键设备脱硫塔的改进如下:①加大填料尺寸,由原来的直径50 mm的鲍尔环改为直径76 mm的聚丙烯阶梯环,以降低阻力,减少硫堵现象发生;②采用新型的双切线气体分布器,使气体进入塔器实现无阻力;③液体进塔分布器采用环槽型分布器,使液体进塔无阻力且分布更加均匀;④液体再分布器采用槽盘式液体分布器;⑤填料支撑选用栅板式。

(2)增加栲胶液换热器一台,冬季作为栲胶液加热、夏季作为栲胶液冷却用,以稳定栲胶液的再生温度。

(3)脱硫塔液相出口至再生槽之间增设栲胶液闪蒸槽一个,闪蒸气直接回压缩机一段进口,这样,既回收了液相夹带的有效气体,又改善了再生槽的环境。

(4)传统的硫磺回收方式缺陷明显,间歇式熔硫环境污染大、物料流失严重;连续式熔硫残液处理困难,无法有效回收。我们采用真空过滤加连续熔硫的方式,使物料回收率明显提高,大大减轻了环保压力。

(5)另外,需加强生产日常管理。定期开启备用泵对脱硫塔进行冲洗;定期检查清理再生槽喷射器;稳定生产工艺尽量避免较大波动。

3 工艺流程(图1)简介

由变换三水出口来的变换气,压力在0.8～0.9 MPa,进入汽水分离器,分离掉气体中的水分后,从变脱塔下部进入与变脱塔顶部下来的栲胶液逆流接触,气体中的 H2S与脱硫液中的Na2CO3反应而被脱除。变脱塔出口气体中 H2S≤10 mg/m3,进入变脱后汽水分离器,分离水分后进入精脱硫塔的顶部,由精脱硫塔底部出来(精脱硫塔出口 H2S≤5 mg/m3),进入冷却器,出口气体温度小于30℃,再进入分离器去压缩机三段。经脱硫泵加压的栲胶液进入变脱塔顶部,由其底部出来经调节阀进入闪蒸槽(闪蒸压力控制在0.4～0.45 MPa),换热后再进入再生槽,栲胶液在再生槽再生后进入贫液槽,贫液由脱硫泵打入变脱塔,循环使用。

图1 变脱系统工艺流程简易框图

4 工艺指标

4.1 压 力

变脱塔进口压力 ≤0.85 MPa

变脱塔压差 ≤0.05 MPa

再生压力 ≤0.4～0.45 MPa

4.2 温 度

栲胶液温度 35～40℃

再生温度 40～43℃

4.3 成 分

变脱塔出口H2S ≤10 mg/m3

总碱度 0.4～0.7 mol/L

Na2CO34.0～8.0 g/L

栲胶 0.8～1.4 g/L

NaVO30.6～1.0 g/L

p H值 8.5～9.0

悬浮硫 ＜0.5 g/L

液气比 ＞11L/m3

4.4 液 位

变脱塔 40%～60% 贫液槽 40%～60%

5 设备配置

5.1 静止设备(表1)

表1 变脱系统静止设备一览表

5.2 运转设备(表2)

表2 变脱系统运转设备一览表

6 实际运行情况

(1)运行参数

系统进口气体流量 112000 m3/h;

栲胶液流量 812 m3/h

变脱塔阻力 0.015 MPa;

再生压力 0.45 MPa

进口H2S 80～100 mg/m3

出口H2S 5～8 mg/m3

(2)消耗(吨氨)

纯碱 0.5～0.7 kg;

熟栲胶 0.025～0.03 kg;

五氧化二钒 1～1.5 g;

脱硫剂 1.5～2 g;

电耗 10～13 kW·h。

7 结 语

本装置共投资1800万,操作采用DCS控制系统,自动化程度高,运行平稳,物料消耗较低,达到了节能、降耗、环保的目的。