青島堿業(yè)變換氣脫硫系統(tǒng)改造運(yùn)行總結(jié)
1、前言
青島堿業(yè)股份有限公司天柱化肥分公司具有生產(chǎn)合成氨醇16萬噸、尿素20萬噸的生產(chǎn)能力。
變脫氣脫硫系統(tǒng)采用0.8MPa操作壓力，888脫硫催化劑,變脫塔內(nèi)裝填DN76塑料海爾環(huán)填料，在合成氨生產(chǎn)過程中,變脫工序生產(chǎn)不穩(wěn)定,會造成后工段脫碳塔填料的堵塞，使得脫碳系統(tǒng)阻力上升，脫碳效率下降，同時也會造成常解氣中H2S含量上升，給尿素系統(tǒng)脫硫增加負(fù)擔(dān),嚴(yán)重時會造成尿素系統(tǒng)的腐蝕。
2、變換氣脫硫系統(tǒng)基本狀況
青島堿業(yè)股份有限公司天柱化肥分公司變換氣脫硫共有兩套系統(tǒng)，其中一系統(tǒng)Φ1800變脫塔，合成氨醇能力為5萬噸；二系統(tǒng)為Φ2800變脫塔，合成氨醇能力為11萬噸，兩套變換氣脫硫共用一套再生系統(tǒng)，溶液循環(huán)量為600m3/小時，浮選出的硫泡沫流到半水煤氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行過濾處理。
變換氣脫硫同半水煤氣脫硫一樣，都是采用堿做脫硫劑，888做催化劑。
3、改造前系統(tǒng)存在的問題
本次改造主要是指對Φ2800變脫系統(tǒng)進(jìn)行改造。
公司二系統(tǒng)Φ2800變脫塔原設(shè)計能力為8萬噸/年，隨著公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和生產(chǎn)能力的進(jìn)一步擴(kuò)大，（公司于2006年在二系統(tǒng)增加3萬噸的擴(kuò)產(chǎn)改造），二變脫的生產(chǎn)負(fù)荷已超出了原設(shè)計能力，特別是09年受煤炭市場供應(yīng)緊張的影響，公司適當(dāng)增加了高硫煤供應(yīng)量，這樣就造成了變脫入口H2S增高，有時甚至達(dá)到510mg/Nm3,使變脫塔的負(fù)荷進(jìn)一步增加，已成為制約全公司擴(kuò)產(chǎn)改造的“瓶頸”問題。
具體表現(xiàn)在：
3.1 變脫后的H2S超標(biāo)
變脫后H2S含量由正常生產(chǎn)時的20mg/Nm3以下提高到68mg/Nm3左右，最高時達(dá)到136mg/Nm3，嚴(yán)重影響著下工序的正常生產(chǎn)。
3.2 脫硫效率降低
脫硫效率由正常生產(chǎn)時的95%降為90%左右，最低不到80%
3.3 凈化材料消耗偏高
為了降低變脫后H2S含量，我們把溶液中的有效成份提到高限，Na2CO3的加入量由正常時的240kg/天，增加到600kg/天，最高時達(dá)到1000kg/天，這樣就造成了脫硫副反應(yīng)速率的增快和凈化材料消耗增加。
4、原因分析
由于變脫塔在0.8MPa壓力下脫硫，它不同于常壓下半水煤氣脫硫。在變脫系統(tǒng)中H2S、CO2的分壓均較高，再生過程中付反應(yīng)比較復(fù)雜，且相互受影響，因此它的傳質(zhì)推動力較低。變脫塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計在噴淋密度、液氣比、噴淋點的分布等方面均有別于半脫塔。
通過平時對Φ2800變脫系統(tǒng)觀察及以上述情況的分析，我們斷定：
① Φ2800變脫塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)條件。
② Φ2800變脫塔頂部液體分布器原設(shè)計已不能適用當(dāng)前生產(chǎn)氣量，液體分布效果差，從生產(chǎn)報表上可以推斷液體在填料后層內(nèi)的偏流，而且是大面積偏流現(xiàn)象是較嚴(yán)重的，因此必須進(jìn)行更換。
5、采取措施
公司針對Φ2800變脫塔狀況專門安排技術(shù)人員外出參觀考察，對垂直篩板塔、無填料塔等進(jìn)行對比，考察論證后，我們?nèi)哉J(rèn)為填料塔有操作彈性大、凈化效率高的優(yōu)勢，并根據(jù)我公司的實際情況，決定只更換Φ2800變脫塔頂部的液體分布器，增加一組液體再分布器，而填料不做更換。
2009年4月我們利用停車檢修機(jī)會把Φ2800變脫塔頂部的液體分布器及再分布器更換為由杭州林德塔內(nèi)件技術(shù)有限公司所研發(fā)的專利技術(shù)即無導(dǎo)流槽槽盤式分布器。該液體分布器的結(jié)構(gòu)特點是：對上升的氣流具有導(dǎo)向的作用，與常規(guī)槽盤式液體分布器相比抗堵塞性能更強(qiáng)，阻力更低。
這種分布器不僅投資少，且不必在塔內(nèi)動火焊接，安裝方便，施工周期短，更重要的是取得了良好的運(yùn)行效果，在同樣生產(chǎn)負(fù)荷條件下，變脫后H2S含量由改造前的68mg/Nm3降到10.2mg/Nm3以下，脫硫效果由改造前的不足90% 提高到96%以上，凈化材料的消耗也明顯降低，Na2CO3的加入量由改造前的600kg/天，降為120-240kg/天，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。在變脫前H2S含量500 mg/Nm3的情況下，仍能達(dá)到90%以上的脫硫效率。
6、總結(jié)
槽盤式分布器的安裝達(dá)到了脫硫液在塔內(nèi)均勻分布的效果，提高了變脫塔的生產(chǎn)能力，從根本上解決了公司Φ2800變脫系統(tǒng)存在的問題，為公司的進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)能力打下良好的基礎(chǔ)。因此我們體會到：在變脫系統(tǒng)中良好、合理設(shè)備的優(yōu)化配置，是更能體現(xiàn)888脫硫催化劑在變脫系統(tǒng)脫高硫煤優(yōu)勢的基礎(chǔ)。
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