1 变换气脱硫现状分析
晋开集团一分公司合成氨Ⅱ系统,是2008年6月投产运行的,生产能力为180kt/a合成氨,其中变脱系统由两台Ф3.6m的变脱塔并联运行,自投产运行以来,曾因阻力大清理过几次填料。自2009年6月份清理填料后,在近一年的运行中,每个变脱塔在处理65,000 m3 /h变换气时,A塔阻力可保持在6KPa左右,B塔阻力可保持在9 KPa左右,系统出口硫化氢可控制在10mg/m3以下。
由于半脱塔阻力增加,脱硫效率较低,出口硫化氢超标较多,变脱塔负荷较重,2010年3月下旬,变脱塔阻力开始上涨,至4月初,阻力已经超过了20 KPa,并且再生槽泡沫形成也不好,有时一天只有很少量的泡沫,甚至没有泡沫。虽经过调整溶液组分,溶液循环量,变换气量等,但状况好转不多,变脱塔阻力还在缓慢上涨,系统急需寻找一种好的方法,进行调节,缓解阻力上涨的状况。否则,最终只能停车清理填料,费工、费时、影响生产。
2 东狮888脱硫催化剂的使用过程与使用效果
为了维持系统正常运转,不因为阻力大而影响正常生产,公司决定采用东狮888脱硫催化剂进行清塔降阻。经过东狮公司技术人员的实际考察,结合888脱硫催化剂的特点,制定了切实可行的技术方案。自2010年4月20日零点开始投加东狮公司的888脱硫催化剂,清理变脱塔,降低系统阻力。按东狮公司技术人员所做的使用方案,为保证888脱硫催化剂均匀的加入系统,准备了两个催化剂溶液制备槽,一个制备、一个滴加,配好进液管、放液管、空气管等各个阀门,向系统投入888脱硫催化剂,保证了888脱硫催化剂滴加的连续性、均匀性。
4月20日~4月22日为溶液提浓阶段,每天分三班向系统投加888脱硫催化剂90kg,经过三天的投加,888脱硫催化剂浓度达40.49mg/m3。浓度达到要求后,逐步将其他脱硫剂停用,888脱硫催化剂减为每天9kg。经过使用、调整,变脱塔状况有所缓解,硫泡沫间断性大量溢出。在4月22日中午,A变脱塔再生槽硫泡沫大量溢出,来不及向熔硫系统压泡沫,将泡沫直接由泡沫槽倒淋阀放至事故槽,进行沉降,转移出系统。到下午A变脱塔压差已由45 KPa降至28 KPa左右。在清塔、降阻的过程中两变脱塔压差时有反复,压差高时可达45KPa~50KPa,低时15KPa~20KPa,再生槽中的硫泡沫有时非常多,有时几乎没有,出口硫化氢均在指标范围内。在压差变化时,只要脱硫溶液不被气体带出变脱塔,就保持溶液循环量不降低。保持再生槽硫泡沫溢流的畅通,及时将再生出的硫泡沫转移出系统,保证溶液的悬浮硫不超标,使系统的积硫逐步减少,缓解变脱塔的阻力。至7月初,单塔处理变换气65,000 m3 /h~70,000m3 /h,压差已能稳定在9 KPa(A塔)、15 KPa(B塔),并还有下降的趋势。
3 888脱硫催化剂脱硫和降阻的原理
888脱硫催化剂是由多磺基复配而成的钛菁钴磺酸铵有机金属化合物为主体的催化剂,其特殊的化学结构而具有较强的吸氧及载氧能力。在脱硫过程中不断地释放出具有较强氧化活性的原子氧,能迅速将系统中的H2S和部分有机硫化物氧化为单质硫。从而大大提高脱硫效果。888是以钴为中心的高分子酞菁钴金属有机化合物,性能稳定,在酸碱介质中不分解,热稳定性水溶性好,浮选出来的硫结晶颗粒大,易分离,从而降低脱硫液的粘度,悬浮硫减少使溶液变得清亮,有利于提高贫液质量及推动脱硫快速进行,增强了自清洗功能。同在888的催化作用下,在脱硫析硫的同时可以产生多硫化物,而多硫化物又有活化硫的作用,能使单质硫参与多硫化物并析出硫黄的化学反应,使填料中原沉积的,附着的硫盐逐渐溶脱,瓦解出来,可起到清洗设备减低阻力的作用。
4 加强工艺管理,维持888脱硫催化剂清塔的成果
⑴ 关注每天的溶液分析,及时根据分析结果调整碳酸钠的加入量,严格控制变脱溶液总碱度在0.4 mol/L~0.6mol/L,PH值在8.2~8.6。清塔初期,溶液碱度0.38 mol/L,加碱量由每天500 kg增加至700 kg,至5月7日,碱度无明显增加,将加碱量增为每天1000 kg,至6月20日碱度逐步涨至0.5 mol/L。从6月下旬至7月中旬,加碱量已逐步减为每天500 kg,总碱度能保持0.5 mol/L左右。总碱度高,有利于脱硫的吸收和析硫,过高则再生析硫差,碱耗增加,副反应物增多;过低则PH值及碳酸钠浓度下降,溶液吸收能力下降,脱硫效率达不到要求,气体净化度低,所以总碱度要严格控制。
⑵ 管理好888脱硫催化剂的配制、活化、滴加,将两个催化剂溶液制备槽编号,一个制备槽滴加888脱硫催化剂,另一个进行888脱硫催化剂的活化。要求每班滴加一槽,另外配制、活化一槽888脱硫催化剂,以备下班使用,保证了888脱硫催化剂滴加的均匀、连续。
⑶ 管理好再生槽,加强再生槽硫泡沫的溢流,使再生出来的硫泡沫及时转移出系统,严禁长时间硫泡沫不溢流,返混入溶液,进入系统形成新的硫沉积。
⑷ 保持足够的溶液循环量,满足变脱塔的喷淋密度的需要,变脱塔喷淋密度保持45m3/m2.h,使塔内再生出的硫颗粒及松脱出来的积硫能够及时带出系统减缓变脱塔的阻力。
5 加强设备管理保障工艺优化运行
⑴ 当设备存在缺陷或出现问题时,会或多或少影响工艺的正常运行。在生产中发现变脱再生槽有个别喷射器吸空气口经常有溶液喷出,肯定吸空气效果不好影响溶液的再生。及时联系检修工将喷射器拆开检查清除喷嘴的堵塞物,恢复喷射器的功能。
⑵ 利用系统停车检修的机会将变脱泵进口管线与B塔的循环槽连接,形成变脱泵溶液进口总管两端进液,减少变脱泵溶液进液阻力,保证系统溶液循环量供给需求。
6 888脱硫催化剂使用总结
经过近3个月的使用、摸索、调整与优化,目前变脱系统运行稳定,A塔处理变换气量70,000 m3/h,溶液量440m3/h,压差在9 KPa左右;B塔处理变换气量65,000 m3/h,溶液量450 m3/h,压差在15KPa左右,出口硫化氢都能控制在工艺指标范围内,且两变脱塔阻力还有下降的趋势,能够满足目前系统高负荷生产的需求,清塔效果比较理想,达到了预期目的。要保持变脱塔好的运行状态,不至于因堵塔,而影响生产,保证变脱系统长周期稳定运行,好的催化剂是一个方面,另一方面在管理上狠下功夫,不断探索,优化完善工艺及设备管理,使888脱硫催化剂发挥它更好的效果,为生产提供更好的服务。
晋开集团一分公司合成氨Ⅱ系统,是2008年6月投产运行的,生产能力为180kt/a合成氨,其中变脱系统由两台Ф3.6m的变脱塔并联运行,自投产运行以来,曾因阻力大清理过几次填料。自2009年6月份清理填料后,在近一年的运行中,每个变脱塔在处理65,000 m3 /h变换气时,A塔阻力可保持在6KPa左右,B塔阻力可保持在9 KPa左右,系统出口硫化氢可控制在10mg/m3以下。
由于半脱塔阻力增加,脱硫效率较低,出口硫化氢超标较多,变脱塔负荷较重,2010年3月下旬,变脱塔阻力开始上涨,至4月初,阻力已经超过了20 KPa,并且再生槽泡沫形成也不好,有时一天只有很少量的泡沫,甚至没有泡沫。虽经过调整溶液组分,溶液循环量,变换气量等,但状况好转不多,变脱塔阻力还在缓慢上涨,系统急需寻找一种好的方法,进行调节,缓解阻力上涨的状况。否则,最终只能停车清理填料,费工、费时、影响生产。
2 东狮888脱硫催化剂的使用过程与使用效果
为了维持系统正常运转,不因为阻力大而影响正常生产,公司决定采用东狮888脱硫催化剂进行清塔降阻。经过东狮公司技术人员的实际考察,结合888脱硫催化剂的特点,制定了切实可行的技术方案。自2010年4月20日零点开始投加东狮公司的888脱硫催化剂,清理变脱塔,降低系统阻力。按东狮公司技术人员所做的使用方案,为保证888脱硫催化剂均匀的加入系统,准备了两个催化剂溶液制备槽,一个制备、一个滴加,配好进液管、放液管、空气管等各个阀门,向系统投入888脱硫催化剂,保证了888脱硫催化剂滴加的连续性、均匀性。
4月20日~4月22日为溶液提浓阶段,每天分三班向系统投加888脱硫催化剂90kg,经过三天的投加,888脱硫催化剂浓度达40.49mg/m3。浓度达到要求后,逐步将其他脱硫剂停用,888脱硫催化剂减为每天9kg。经过使用、调整,变脱塔状况有所缓解,硫泡沫间断性大量溢出。在4月22日中午,A变脱塔再生槽硫泡沫大量溢出,来不及向熔硫系统压泡沫,将泡沫直接由泡沫槽倒淋阀放至事故槽,进行沉降,转移出系统。到下午A变脱塔压差已由45 KPa降至28 KPa左右。在清塔、降阻的过程中两变脱塔压差时有反复,压差高时可达45KPa~50KPa,低时15KPa~20KPa,再生槽中的硫泡沫有时非常多,有时几乎没有,出口硫化氢均在指标范围内。在压差变化时,只要脱硫溶液不被气体带出变脱塔,就保持溶液循环量不降低。保持再生槽硫泡沫溢流的畅通,及时将再生出的硫泡沫转移出系统,保证溶液的悬浮硫不超标,使系统的积硫逐步减少,缓解变脱塔的阻力。至7月初,单塔处理变换气65,000 m3 /h~70,000m3 /h,压差已能稳定在9 KPa(A塔)、15 KPa(B塔),并还有下降的趋势。
3 888脱硫催化剂脱硫和降阻的原理
888脱硫催化剂是由多磺基复配而成的钛菁钴磺酸铵有机金属化合物为主体的催化剂,其特殊的化学结构而具有较强的吸氧及载氧能力。在脱硫过程中不断地释放出具有较强氧化活性的原子氧,能迅速将系统中的H2S和部分有机硫化物氧化为单质硫。从而大大提高脱硫效果。888是以钴为中心的高分子酞菁钴金属有机化合物,性能稳定,在酸碱介质中不分解,热稳定性水溶性好,浮选出来的硫结晶颗粒大,易分离,从而降低脱硫液的粘度,悬浮硫减少使溶液变得清亮,有利于提高贫液质量及推动脱硫快速进行,增强了自清洗功能。同在888的催化作用下,在脱硫析硫的同时可以产生多硫化物,而多硫化物又有活化硫的作用,能使单质硫参与多硫化物并析出硫黄的化学反应,使填料中原沉积的,附着的硫盐逐渐溶脱,瓦解出来,可起到清洗设备减低阻力的作用。
4 加强工艺管理,维持888脱硫催化剂清塔的成果
⑴ 关注每天的溶液分析,及时根据分析结果调整碳酸钠的加入量,严格控制变脱溶液总碱度在0.4 mol/L~0.6mol/L,PH值在8.2~8.6。清塔初期,溶液碱度0.38 mol/L,加碱量由每天500 kg增加至700 kg,至5月7日,碱度无明显增加,将加碱量增为每天1000 kg,至6月20日碱度逐步涨至0.5 mol/L。从6月下旬至7月中旬,加碱量已逐步减为每天500 kg,总碱度能保持0.5 mol/L左右。总碱度高,有利于脱硫的吸收和析硫,过高则再生析硫差,碱耗增加,副反应物增多;过低则PH值及碳酸钠浓度下降,溶液吸收能力下降,脱硫效率达不到要求,气体净化度低,所以总碱度要严格控制。
⑵ 管理好888脱硫催化剂的配制、活化、滴加,将两个催化剂溶液制备槽编号,一个制备槽滴加888脱硫催化剂,另一个进行888脱硫催化剂的活化。要求每班滴加一槽,另外配制、活化一槽888脱硫催化剂,以备下班使用,保证了888脱硫催化剂滴加的均匀、连续。
⑶ 管理好再生槽,加强再生槽硫泡沫的溢流,使再生出来的硫泡沫及时转移出系统,严禁长时间硫泡沫不溢流,返混入溶液,进入系统形成新的硫沉积。
⑷ 保持足够的溶液循环量,满足变脱塔的喷淋密度的需要,变脱塔喷淋密度保持45m3/m2.h,使塔内再生出的硫颗粒及松脱出来的积硫能够及时带出系统减缓变脱塔的阻力。
5 加强设备管理保障工艺优化运行
⑴ 当设备存在缺陷或出现问题时,会或多或少影响工艺的正常运行。在生产中发现变脱再生槽有个别喷射器吸空气口经常有溶液喷出,肯定吸空气效果不好影响溶液的再生。及时联系检修工将喷射器拆开检查清除喷嘴的堵塞物,恢复喷射器的功能。
⑵ 利用系统停车检修的机会将变脱泵进口管线与B塔的循环槽连接,形成变脱泵溶液进口总管两端进液,减少变脱泵溶液进液阻力,保证系统溶液循环量供给需求。
6 888脱硫催化剂使用总结
经过近3个月的使用、摸索、调整与优化,目前变脱系统运行稳定,A塔处理变换气量70,000 m3/h,溶液量440m3/h,压差在9 KPa左右;B塔处理变换气量65,000 m3/h,溶液量450 m3/h,压差在15KPa左右,出口硫化氢都能控制在工艺指标范围内,且两变脱塔阻力还有下降的趋势,能够满足目前系统高负荷生产的需求,清塔效果比较理想,达到了预期目的。要保持变脱塔好的运行状态,不至于因堵塔,而影响生产,保证变脱系统长周期稳定运行,好的催化剂是一个方面,另一方面在管理上狠下功夫,不断探索,优化完善工艺及设备管理,使888脱硫催化剂发挥它更好的效果,为生产提供更好的服务。