計算脫硫劑硫容合理確定換劑時間
2007-01-01 00:00:00丁文合
現代商貿工業 2007年4期
摘 要：介紹了丙烯精制系統使用的兩種脫硫劑性質，影響脫硫劑硫容的因素，并對裝置硫容進行了計算，科學的預測了換劑時間。
關鍵詞：丙烯精制; 脫硫劑; COS ;硫容
0 前言
哈爾濱石化分公司的丙烯精制系統是由北京工程設計公司設計于1999年10月開工運行的化工裝置，主要設備由丙烯脫水塔-輕尾氣汽提塔-丙烯COS脫除塔-丙烯脫硫塔-丙烯干燥塔-丙烯脫砷塔組成，流程為以上設備串聯運行為主。裝置的作用是采用汽提、物理吸收與化學吸收等原理，脫除丙烯中對聚合反應超標的H2O、H2S、AsH3、CO、CO2等雜質。其中COS水解塔與ZnO脫硫塔是整個系統中降低丙烯中總硫的兩個塔，作用比較關健。由于上游裝置原料來源復雜，硫含量通常較高，主要是COS含量高，丙烯精制裝置脫硫負荷一直較高，在脫硫劑使用過程中每2左右年就出現硫容超標釋放總硫造成產品質量不合格的現象，換劑影響下游裝置生產，比較被動。
1 COS脫除塔與ZnO脫硫塔在丙烯系統的布局
2 哈煉石化分公司國產常溫ZnO脫硫劑及國產常溫COS脫除劑簡介
2．1 脫COS用催化劑（T503A用）
名稱：國產常溫COS水解催化劑
主要性能：Al2O3>80％
外型尺寸：Φ3－4mm白色球形
堆密度：700-850kg/m3
比表面積：>200m2/g
COS轉化率：>90％（30℃），要求出COS<20PPb
填裝數量：9m3
2．2 脫硫用催化劑（T-503B用）
名稱：國產氧化鋅常溫脫硫催化劑
主要性能：ZnO≥80％ (wt)
外型尺寸：φ5×5-10mm柱狀顆粒
堆密度：850-1100kg/m3
比表面≥80m2/g
穿透硫容（30℃）≥10％(wt).
填裝數量：9m3
2．3 COS水解催化劑反應機理
由此可見COS水解劑脫除的是COS與CS2， 生成的H2S由ZnO脫除。其使用溫度是常溫。
2．4 ZnO脫硫劑反應機理
主要反應機理為氧化鋅與丙烯中原帶的硫化氫及COS水解過程中生成的硫化氫反應，進行化吸附，生成硫化鋅及水，水由下游脫水塔再次脫除。反應式如下：
3 硫劑硫容的因素
由國產常溫脫硫劑的性能及反應式知，國產常溫脫硫劑最大硫容為10mg/l。不管丙烯中的硫化物為H2S或COS最終S都積累在ZnO脫硫劑表面對脫硫劑的脫硫效果造成影響，當脫硫劑中硫含量達到>10mg/l時，脫硫劑脫硫效果降底，嚴重時造成硫釋放失去脫硫效果。因此丙烯脫前脫后中的硫含量，及脫硫劑總量是影響脫硫劑硫容的主要因素。一般國內經驗當硫容達到5mg/l時就應該更換脫硫劑。
4 脫硫劑硫容的計算
從2001年11月至2002年8月總計不到兩年的時間里：
累計精制丙烯總量：41875噸
丙烯脫前總硫含量：10.2mg/m3
丙烯脫后總硫含量：0.2mg/m3
丙烯中脫除總硫率:((10.2-0.2)/((1000/22.4)*42))/1000=5.44g/t
脫硫劑硫容為:41875*5.44/1000000/9=0.253=2.53%
從以上的計算中可以看出脫硫劑的硫容增加較快，其合理的換劑時間可以由每月計算出的脫硫劑的硫容來計算，大致時間在2年前后。
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