离子液法脱除低温甲醇洗尾气中H2S试验

徐 涛 (兖矿国宏化工有限责任公司 山东邹城273512)

离子液法脱除低温甲醇洗尾气中H2S试验

徐 涛
(兖矿国宏化工有限责任公司 山东邹城273512)

兖矿国宏化工有限责任公司(以下简称国宏公司)甲醇项目的合成甲醇原料气净化工艺采用德国林德公司的低温甲醇洗技术；净化后尾气中的H2S处理，目前国内一般采用硫磺回收装置。为了利用现有的设备和工艺和解决低温甲醇洗尾气中H2S含量超标的问题，开展了“离子液法脱除低温甲醇洗尾气中H2S试验”项目。通过试验，为国宏公司甲醇改造工程项目中低温甲醇洗后尾气处理系统设计提供了可靠数据依据。

1 工艺气体的配比

根据化学计量要求，混合后得到的工艺气H2S/SO2(体积分数之比)应控制在1.8～2.2，才能保证尾气中H2S与SO2在离子液中完全反应，而低温甲醇洗尾气中只含有H2S，所以需补充一定量的SO2，可补充只含有SO2的硫回收尾气，但低温甲醇洗尾气的压力只有0.01 MPa，由于压力较低很难引入到离子液装置中，故在试验中增加了试验用罗茨鼓风机，将低温甲醇洗尾气加压至0.03 MPa，并与压力为0.03 MPa的硫回收尾气混合后送入离子液装置。

离子液装置最大处理能力为20 000 m3/h(标态)。通过计算得到：低温甲醇洗尾气和硫回收尾气的最大流量分别为18 200 m3/h(标态)和1 800 m3/h(标态)，其流量比约为10∶1。配气后的气体成分工艺参数见表1。

表1 配气后的气体成分工艺参数

2 工艺流程及主要设备

离子液法脱除低温甲醇洗尾气中H2S试验工艺流程见图1。低温甲醇洗尾气与少量硫回收尾气混合成工艺气，该工艺气从底部进入第1级净化器经顶部喷淋的冷却水水洗降温至70 ℃左右，冷凝去除尾气中的部分气态水和夹带的单质硫；工艺气从上部送出去第2级净化器，经顶部喷淋的冷却水水洗进一步降温至40 ℃左右，同时去除其中的气态水和夹带的单质硫；工艺气从上部送出去第3级净化器，与顶部喷淋的离子液逆流接触，离子液吸收SO2并与H2S反应生成单质硫；工艺气从上部送出去第4级净化器，与顶部喷淋的离子液逆流接触，进一步吸收剩余的SO2并脱除H2S，经处理的工艺气直接从顶部放空，液相送出至熔硫釜，生成的单质硫在低压蒸汽的加热下沉淀在熔硫釜底部，达到一定的液位后，打开熔硫釜底部的导淋将液态的硫磺放进硫锭器内。

图1 离子液法脱除低温甲醇洗尾气中H2S试验工艺流程

主要试验设备参数见表2。

表2 主要试验设备参数

3 分析化验项目

3.1 试验条件

根据德国林德公司提供的技术条件，国宏公司采用低温甲醇洗工艺净化处理后尾气参数为：流量一般为30 000 m3/h，压力为0.01 MPa，温度30 ℃；主要气体成分(体积分数)：H2S 0.07%，CO267.64%，N217.10%，CO 0.18%，H2O 15.01%。硫回收尾气气体成分(体积分数)：H2S 0.01%，SO20.35%，CO259.04%，N220.10%，CO 0.20%，H2O 20.30%。

3.2 分析化验方案

小试装置分别在低温甲醇洗尾气、硫回收尾气、第1级净化器进口处安装计量装置，在第1级和第4级净化器出口处分别设气体取样点。在系统调试过程中，在保证进气总管压力不变的前提下，通过出口流量表的显示数据和气体组分的分析结果来确定总进气量。分析化验方案见表3。

4 试验结果与讨论

对离子液处理的混合气进行取样分析，并记录了尾气中H2S和SO2的含量。离子液处理后的尾气成分参数见表4。

表3 分析化验方案

注：采用碘量法/电化学法分析。

表4 离子液处理后的尾气成分参数

由表4可以看出，离子液尾气中的H2S和SO2的体积分数之和<100×10-6，符合国家排放标准的指标要求。

5 结语

(1)在进气压力0.03 MPa、温度30～50 ℃下，采用离子液法对低温甲醇洗的尾气进行处理，达到了国家标准的排放要求。

(2)利用现有的离子液装置即节约了投资又缩短改造时间，完成了对低温甲醇洗尾气的处理，并达标排放。

(3)为国宏公司净化低温甲醇洗后尾气处理系统设计提供了可靠依据，并为今后生产运行积累经验。

2014- 04- 01)