PDS脱硫技术的应用

粗煤气湿法脱硫净化

　第24卷第4期　2003年8月工厂实践

化学工业与工程技术

JournalofChemicalIndustry&Engineering

Vol124No.4Aug.,2003

PDS脱硫技术的应用

刘　玲

(江苏索普集团有限公司,江苏镇江　)

　　摘要:乙酸合成气(粗煤气)、工艺进行预脱硫,、矾,2降至40×10-6。

:;:15:B　文章编号:1006-7906(2003)04-0042-02

　　我公司与100kt/a低压羰基合成醋酸装置配套的CO装置,系国内开发、设计并生产,利用黄桥地区特有的富CO2矿藏优势,以铸造焦为原料,O2和CO2为气化剂,采用固定层气化炉直接部分氧化还原法生产粗煤气,粗煤气经预脱硫工序栲胶脱除H2S,经压缩

升压,再经NHD(聚乙二醇二甲醚)脱硫工序脱除COS等有机硫,最后经精脱工序脱除微量硫、氧、氯,

借鉴半水煤气的脱硫方法,采用了较为成熟的栲胶

脱硫工艺。实际运行过程中,由于气体的差异,栲胶溶液黏度大,再生不好,析硫反应提前,硫颗粒较细,易在填料、旋流板上吸附,造成塔堵,阻力升高,影响生产。4　改进措施4.1　更换填料

得到羰基合成乙酸所需的合格CO精制气。

自1998年开车以来,经数年的生产实践和技术改造,预脱硫工序成功解决了预脱硫塔堵塞、阻力升高的问题,为系统长周期稳定运行提供了保证。1　预脱硫工序流程简介

脱硫塔中填料原为<50mm×50mm鲍尔环,气液接触面积虽大,但同时易造成硫颗粒的吸附,在对填料的比表面积进行核算后,改采用<75mm×75mm的鲍尔环,塔内硫颗粒吸附情况得到了改善。4.2　去除预脱硫塔旋流板

来自造气炉的粗煤气(CO:68%;CO2:30%;余

为S等杂质),经电除焦油器和电除尘器,去除气体中夹带的焦油和灰尘微粒,再经预脱硫塔栲胶溶液脱除H2S。粗煤气中约1000×10-6的H2S脱至100×10-6以下,以减少含硫气体对CO压缩机的腐

实测旋流板处阻力高达3.0kPa,远大于设计值

(1.0kPa)。经停车检查发现,因栲胶脱硫工艺缺陷且旋流板回液孔小(<10mm),小孔处硫堵严重,液体不能回流,导致塔阻增高。经改造,采用气液分离罐替代原旋流板,大大降低了系统阻力。4.3　应用PDS脱硫工艺

通过调研,并对几种脱硫方法(ADA法、PDS法)进行了比较分析,选择了技术较新、对现有工艺影响小、无须新增大型设备的PDS脱硫技术替代原来的单一栲胶脱硫法。4.3.1　机理分析

PDS是一种聚合物,脱硫有效成分是聚酞菁钴

)。磺酸铵络合铁(Ⅲ

PDS在微碱性溶液中吸附氧,与氢离子作用,

蚀。富液再生后循环使用。2　存在的问题

装置开车以来,预脱硫塔塔阻逐月增加,月增加量达1.2kPa。每年因塔阻高导致停车清洗填料达3～4次,因此,塔阻高是影响系统长周期稳定运行的主要因素。

同时,栲胶脱硫溶液活性不稳定,一方面不同批次的栲胶活性有差别;另一方面,熟化栲胶投用一段时间后易失活。生产中需每日排出一定量溶液,并补充相应量的新鲜溶液以保持活性,造成浪费的同时亦增加了废水处理的压力。3　原因分析

生成O2H+。形成的O2H+又迅速解吸而溶于脱硫

收稿日期:2003-06-02

作者简介:刘玲(1967-),女,江苏镇江人,1990年毕业于华

东化工学院(现华东理工大学)有机化工专业,工程师,现从事生产技术管理工作。

由于我公司造气工序的特殊性,粗煤气中CO2

含量较高,不同于一般合成氨中的半水煤气,原设计

粗煤气湿法脱硫净化

　刘玲PDS脱硫技术的应用

43

溶液中,遇硫离子发生氧化—还原反应。反应方程式如下:

[RO2]+H+H2S+Na2CO3NaHCO3+NaOH[R]+O2

4.3.2　试　验

[RO2]

HO2++[R]NaHS+NaHCO3

2S+2NaOH+H2ONa2CO3+H2O

95×10-6,已接近控制指标100×10-6,随时有超标

的可能。通过调研及咨询有关专家,在溶液中添加适量栲胶作助催化剂,可提高PDS催化活性。为

此,进行了正交试验,将胶、矾控制在不同的浓度内,观察对系统参数的影响,结果见表2。

表2　L4(23)正交试验设计表

1

34

A1((0128511328

B(0.12(0.15)

2103958

1(26)2(32)21100982

2NaHS+HO2++OH-

出口H2S(-645

584055

由于我厂原料气的特殊性,CO2,了如下试验。

停用栲胶、矾,相关数据,比,见表1。

表1　PDS试验前后工艺状况对比类别

溶液组分

胶/g L-1矾/g L-1碱/g L-1PDS(×10-6)

1

Ⅰ

Ⅱ

R

Ⅰ+Ⅱ=198

试验前3.51.2300

30040～501.2

试验后0030100

30070～95

　　注:A,B,C分别指胶、矾、碱的质量浓度,g/L;Ⅰ=位级1次之和;Ⅱ=位级2次之和;极差R=Ⅰ、Ⅱ中大数-小数。

溶液循环量/m3 h-出口H2S(×10-6)月增塔阻/kPa

硫颗粒溶液黏性现　　象

产硫量/t 月残硫量

　　由试验结果可见:(1)3号试验出口H2S的质量浓度最小;(2)因素从主到次为:胶质量浓度>矾质量浓度>碱质量浓度;(3)确定胶、矾、碱的指标为栲胶0.5～0.7g/L,矾0.10～0.20g/L,碱30～35g/L。4.3.3　生产验证

生产验证表明,出口H2S明显降低,约40×10-6;塔阻稳定,无明显增加;2002年、2003年大修

-1

碱耗/t 月-1

胶耗/t 月-1矾耗/t 月-1月耗PDS/kg日排溶液/m3

小大2.5多4.80.60.1302.0

很小大小4.0几无0004.50

检查,预脱硫塔填料较为干净。这一结果说明在栲胶脱硫溶液中引入适量的PDS,并适当改变组成,不仅可以有效地脱除粗煤气中的硫化氢,而且具有良好的清塔效果。5　结　语

以上措施实施后,2002年预脱硫工序运行一直较为理想,塔阻稳定,出口H2S约40×10-6左右,全年未因塔阻而停车1次,提高了装置开工率,取得了较好的经济效益。

同时,由于PDS的使用大大改善了脱硫溶液的活性,实现了预脱硫工序的零排放,取得了较好的环境效益。

由试验结果可见,使用PDS脱硫工艺后,塔阻稳定,出口H2S小于指标100×10-6,再生效果良好,系统中积硫变少,硫颗粒变大,溶液黏性下降,产硫高,无废液排放,能满足生产要求。但关键质量指标出气H2S原为(40～50)×10-6,现最高达

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