脫硫溶液梯級利用優化總結

黃 穎

(河南心連心化肥有限公司 河南新鄉 453731)

河南心連心化肥有限公司合成氨裝置中的氣體凈化分為脫硫工段(一脫)和變脫工段，其中脫硫工段的主要任務是脫除半水煤氣中的H2S，變脫工段包括變換和二次脫硫(二脫)，一脫和二脫的目的都是脫除H2S，所以一脫和二脫的脫硫液具有相似性。利用相似相容原理，通過技術改造，將二脫脫硫溶液送入一脫，不僅可實現資源共享，也有效避免了因二脫脫硫溶液惡化引起的合成氨減量甚至停車的事故，最終達到提高一脫脫硫效率、降低一脫物料消耗的目的。

1 改造前運行情況

1.1 改造前一脫運行情況

河南心連心化肥有限公司采用混合脫硫法，即As- 968與栲膠脫硫法混合使用。改造前一脫工藝指標：處理氣量135 000 m3/h，進口半水煤氣含H2S質量濃度≤700 mg/m3，出口半水煤氣含H2S質量濃度≤180 mg/m3。改造前一脫脫硫效率在72.15%～74.13%，脫硫溶液組分、物料月消耗如表1和表2所示。

表1 改造前一脫脫硫溶液組分

總堿/(mol·L-1)Na2CO3/(g·L-1)NaHCO3/(g·L-1)pH電位/mV懸浮硫/(g·L-1)Na2S2O3/(g·L-1)Na2SO4/(g·L-1)NaCNS/(g·L-1)11.313.1815.128.52-2780.3021.4927.69269.4911.764.1211.768.40-2990.1724.3139.00245.1012.192.1214.288.43-2650.3622.3533.37278.0411.662.1213.448.60-2870.0517.7229.89275.7410.602.1211.768.26-2670.0523.1026.98288.9310.072.1212.608.22-3070.0625.8930.59272.50

表2 改造前一脫物料月消耗 kg

由表1可看出，改造前一脫脫硫溶液總堿含量偏低，而副鹽NaCNS含量偏高。

脫硫溶液中總堿含量低、副鹽含量高會增大溶液的黏度、降低浮選效率，從而影響脫硫溶液對半水煤氣中H2S的吸收及脫硫溶液的再生，并且還會造成設備的腐蝕。

1.2 改造前二脫運行情況

改造前，二脫脫硫效率在89.98%～90.45%，脫硫溶液組分、物料月消耗如表3和表4所示。

改造前，由于二脫脫硫溶液總堿含量不斷下降而副鹽含量不斷升高，為此利用停車中修機會對脫硫溶液進行了部分置換，配置了50%的新鮮溶液，溶液系統逐步好轉。但脫硫溶液的置換不僅造成浪費，而且置換出的溶液外泄將造成環境污染，流入污水處理系統影響污水處理進度。

2 改造措施

針對一脫和二脫存在的問題，在二脫泡沫泵出口配置1根管線，將二脫的脫硫溶液送至一脫的3#富液槽，改造后的流程如圖1所示。

表3 改造前二脫脫硫溶液組分

總堿/(mol·L-1)Na2CO3/(g·L-1)NaHCO3/(g·L-1)pH電位/mV懸浮硫/(g·L-1)Na2S2O3/(g·L-1)Na2SO4/(g·L-1)NaCNS/(g·L-1)31.273.1835.628.13-2630.5615.6925.6924.5630.264.2537.588.25-2780.2818.9228.9628.6432.124.2436.898.00-2550.3917.5329.3723.4131.593.5835.147.99-2470.4516.3727.5925.4630.283.4236.458.09-2570.2719.5628.1226.1632.154.0232.338.15-2610.5218.3527.6424.38

圖1 改造后的流程

表4 改造前二脫物料月消耗 kg

改造后，每周一由二脫向一脫送液，每次送熔硫回液3 m3。

3 改造后的運行情況

3.1 改造后一脫運行情況

改造后，一脫脫硫效率提高至77.89%～79.02%，脫硫溶液組分、物料月消耗如表5以及表6所示。

表5 改造后一脫脫硫溶液組分

總堿/(mol·L-1)Na2CO3/(g·L-1)NaHCO3/(g·L-1)pH電位/mV懸浮硫/(g·L-1)Na2S2O3/(g·L-1)Na2SO4/(g·L-1)NaCNS/(g·L-1)18.563.3214.128.23-2100.3012.3427.69185.6917.943.4517.768.35-1980.2018.5628.56175.4217.893.1217.288.48-2020.1516.5923.37179.5318.243.1218.448.38-1870.2414.3519.89175.7418.953.1217.768.26-2130.2412.3621.98188.9318.793.4217.608.14-2080.1810.2917.59172.50

表6 改造后一脫物料月消耗 kg

由表5可以看出：改造以后，一脫的總堿由11 mol/L左右提高至目前的18 mol/L左右；一脫脫硫溶液中副鹽NaCNS質量濃度由270 g/L左右降至180 g/L左右。

3.2 改造后二脫運行情況

改造后，二脫脫硫效率提高至91.76%～92.51%，脫硫溶液組分、物料月消耗如表7以及表8所示。

表7 改造后二脫脫硫溶液組分

總堿/(mol·L-1)Na2CO3/(g·L-1)NaHCO3/(g·L-1)pH電位/mV懸浮硫/(g·L-1)Na2S2O3/(g·L-1)Na2SO4/(g·L-1)NaCNS/(g·L-1)35.894.2458.798.08-2520.2312.5320.4518.3937.564.2460.288.12-2470.2810.6421.3518.6438.454.2453.458.09-2340.198.9522.3715.4140.154.2457.127.99-2120.209.1522.3516.1642.584.2459.568.48-2270.298.7822.3112.1641.384.2465.128.17-2350.348.6521.5614.48

表8 改造后二脫物料月消耗 kg

由表7和表8可看出：改造后二脫的物料月消耗與改造前無差別；二脫脫硫溶液的總堿由31 mol/L左右上升至約41 mol/L。改造后，二脫的阻力穩定在15～18 kPa，脫硫溶液無惡化現象。

4 結語

通過對一脫和二脫脫硫溶液的整合利用，一脫脫硫效率提高至78%，物料消耗下降明顯，硫產量提高了1倍。另外，當一脫進口半水煤氣中H2S質量濃度提高至850 mg/m3時，出口半水煤氣中H2S質量濃度可穩定在180 mg/m3，在滿足二脫工藝要求的同時，提高了一脫的操作彈性，可有效減輕對后工序設備的腐蝕，為生產裝置的長周期滿負荷穩定運行提供了保障。