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(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 2007年4期
摘 要：介紹了丙烯精制系統(tǒng)使用的兩種脫硫劑性質(zhì)，影響脫硫劑硫容的因素，并對裝置硫容進(jìn)行了計算，科學(xué)的預(yù)測了換劑時間。
關(guān)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(tǒng)是由北京工程設(shè)計公司設(shè)計于1999年10月開工運行的化工裝置，主要設(shè)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(shè)備串聯(lián)運行為主。裝置的作用是采用汽提、物理吸收與化學(xué)吸收等原理，脫除丙烯中對聚合反應(yīng)超標(biāo)的H2O、H2S、AsH3、CO、CO2等雜質(zhì)。其中COS水解塔與ZnO脫硫塔是整個系統(tǒng)中降低丙烯中總硫的兩個塔，作用比較關(guān)健。由于上游裝置原料來源復(fù)雜，硫含量通常較高，主要是COS含量高，丙烯精制裝置脫硫負(fù)荷一直較高，在脫硫劑使用過程中每2左右年就出現(xiàn)硫容超標(biāo)釋放總硫造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格的現(xiàn)象，換劑影響下游裝置生產(chǎn)，比較被動。
1 COS脫除塔與ZnO脫硫塔在丙烯系統(tǒng)的布局
2 哈煉石化分公司國產(chǎn)常溫ZnO脫硫劑及國產(chǎn)常溫COS脫除劑簡介
2．1 脫COS用催化劑（T503A用）
名稱：國產(chǎn)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(zhuǎn)化率：>90％（30℃），要求出COS<20PPb
填裝數(shù)量：9m3
2．2 脫硫用催化劑（T-503B用）
名稱：國產(chǎn)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(shù)量：9m3
2．3 COS水解催化劑反應(yīng)機(jī)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(yīng)機(jī)理
主要反應(yīng)機(jī)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(yīng)，進(jìn)行化吸附，生成硫化鋅及水，水由下游脫水塔再次脫除。反應(yīng)式如下：
3 硫劑硫容的因素
由國產(chǎn)常溫脫硫劑的性能及反應(yīng)式知，國產(chǎn)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(dāng)脫硫劑中硫含量達(dá)到>10mg/l時，脫硫劑脫硫效果降底，嚴(yán)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(nèi)經(jīng)驗當(dāng)硫容達(dá)到5mg/l時就應(yīng)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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