變換脫硫系統優化改造總結

(河南能源化工集團有限公司 安化公司，河南 安陽 455133)

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變換脫硫系統優化改造總結

李云

(河南能源化工集團有限公司 安化公司，河南 安陽 455133)

通過對變換脫硫系統變換氣熱平衡系統進行優化，同時對除油系統進行改造，優化改造后變脫塔入口氣體溫度得到靈活控制，變換脫硫系統阻力得到降低，后續PSA-CO2段脫碳效果提高。

變換系統優化 ； 阻力 ； 溫度 ； 打氣量

安陽年產20萬t乙二醇生產裝置于2012年12月打通全流程產出精乙二醇。作為乙二醇配套裝置變換系統主要任務是將常壓脫除大部分硫化氫經壓縮機加壓后的水煤氣通過變換反應將CO轉化為H2，從而達到乙二醇合成裝置所需的氫碳比，同時將有機硫轉換為無機硫并脫除，達到后續PSA-CO和PSA-H2總硫指標要求。2015年以來，隨著該套煤制乙二醇裝置負荷提升，變換脫硫系統存在變脫塔入口氣體溫度高，系統阻力上升的問題，嚴重影響系統負荷提高，通過改造和不斷優化工藝，解決這些問題，目前取得了較好的效果。

1 存在問題

1.1變脫塔入口氣相溫度高

變換氣自中溫水解塔出口進入變脫塔之前，溫度需要降至45 ℃以下，原設計為兩級降溫，第一級為脫鹽水換熱后運送鍋爐除氧器，二級為循環水換熱，由于后續脫鹽水用戶需求量小，造成一級脫鹽水換熱效果不佳，并將大部分脫鹽水就地排放，形成浪費。如果增大脫鹽水通過量，會對脫鹽水制備裝置形成較大壓力。在夏季生產時，變脫塔溫度經常突破45 ℃。過高的氣體溫度導致變脫溶液溫度升高，脫硫溶液溫度在43 ℃以上，高時可達到47～48 ℃，不利于硫化氫脫除和脫硫溶液的再生。同時，一旦溫度超過55 ℃還會造成變脫塔填料變形，阻力上升，影響生產系統的穩定運行。高溫下氣體中夾帶的飽和水量變大，在進入變脫系統后該部分飽和水進入脫硫溶液系統，易造成脫硫溶液過多和溶液組分變化。且變換氣溫度升高導致入PSA-CO2段氣體溫度偏高，造成該段脫碳效果下降。

1.2系統阻力上漲

水煤氣經壓縮加壓及除油水后，進入耐硫變換系統。由于水煤氣壓縮機出口水煤氣中夾帶少量油水，經過除油器除油后少量除油劑粉塵被帶入后系統換熱器和換熱管U形彎和觸媒表層，造成壓差逐步增高，影響系統長周期運行。

2 變換工序改造措施

2.1變換氣熱平衡系統優化改造降低變脫塔入口氣相溫度

2016年8月通過改造，對變換氣熱平衡系統進行優化，在原來工藝路線上并聯一臺變換氣水冷器，根據生產負荷調整兩臺變換氣水冷器過氣量，從而達到控制變換氣水冷器氣相出口溫度，保證了變脫塔入口氣相溫度。

表1 新增變換氣水冷器參數

2.2除油系統優化提升降低阻力

通過對除油系統優化提升，在水煤氣壓縮機出口變換系統入口前增加一臺油分離器，新增加油分離器與原有油分離過濾器可并聯也可串聯。

3 變換系統改造后工藝流程

變換系統改造后工藝流程圖如圖1所示。

圖1 變換系統改造后工藝流程圖

4 改造后效果

4.1變換氣熱平衡系統優化效果

通過在變換系統增加變換氣水冷器，降低除鹽水預熱器除鹽水用量，使變換氣進入變脫塔的溫度不超溫，使脫硫溶液溫度穩定，提高了脫硫溶液再生和脫硫效率，穩定了變脫塔阻力，同時使PSA-CO2脫碳效果提高，保持了生產系統的穩定。

由于新增水冷器與原有的水冷器并聯，使氣體通過該部分時阻力降低了10 kPa。增加水冷器后也減少了除鹽水用量。

表2增加變換氣水冷器前后變脫塔水煤氣入口溫度變化

由表2可看出，2016年增加水冷器后變脫塔入口煤氣溫度較2015年同時期的低，平均入口煤氣溫度控制在39～42 ℃，而變脫塔入口水煤氣最高溫度為45 ℃，控制在要求指標范圍內。

由表3看出變脫塔入口煤氣溫度降低使脫硫溶液平均溫度也降低，脫硫溶液溫度由增加水冷器前2015年9—11月的43～46 ℃降低至增加水冷器后2016年9—11月的37～40 ℃。

脫硫效果較之前明顯，硫回收率由2015年10—11月的88%～89%提高至2016年10月以來的90%～93%。

表3 脫硫溶液溫度變化

由于脫硫效率和硫回收率提高使變脫塔阻力穩定不上漲，增加變換氣水冷器后2016年9—11月3個月期間變脫塔阻力穩定在3 kPa左右，不再上升。

PSA-CO2段脫碳效果明顯提高，PSA-CO2段尾氣中CO2平均含量由2015年9月—11月的0.45%～0.47%降低到2016同時期的0.35%～0.38%。

2016年8月份變換氣新增水冷器投入運行后，除鹽水預熱器除鹽水循環量減少了，由原來150～160 t/h減少至50～60 t/h，同時除鹽水不再排放；由于增加了一臺變換氣水冷器，變脫塔入口煤氣溫度得到靈活控制。

4.2除油系統優化提升改造效果

除油系統優化提升改造，在水煤氣壓縮機出口變換系統入口前增加一臺油分離器后，老油分過濾器平均壓差降低效果顯著，由此降低了變換系統阻力；同時降低水煤氣壓縮機出口壓力，水煤氣壓縮機打氣量得到提高。

平均打氣量由改造前2016年11月份的83 844 m3/h提高到改造后2017年2月份的84 195 m3/h，每小時平均打氣量提高了1.1%～5%。

除油系統優化后2017年2月份及3月份除油系統壓差穩定在16 kPa，上升趨勢緩慢，而除油系統優化前2016年11月份除油系統壓差達93 kPa，且上升趨勢快。

除油系統優化改造后，水煤氣壓縮機出口壓力明顯降低，除油系統優化前2016年10—11月壓縮機出口平均煤氣壓力為1.068 MPa和1.085 MPa，除油系統優化后2017年2月份及3月份壓縮機出口平均水煤氣壓力穩定在1.05 MPa。

5 結束語

通過對變換系統變換氣熱平衡系統及除油系統優化改造，變脫塔入口氣相溫度得到有效控制，除鹽水用量降低，同時降低了變換脫硫系統阻力，降低了水煤氣壓縮機出口壓力，提高了水煤氣壓縮機打氣量。取得了節能降耗的明顯效果，增加了企業的經濟效益。

2017-04-15

李 云(1985-)，女，助理工程師，從事水煤氣凈化技術方面工作，電話：18790830832。

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