低温甲醇洗净化气和尾气中总硫超标的原因及解决措施

1 低温甲醇洗原理及工艺流程
1.1 低温甲醇洗工艺基本原理
低温甲醇洗是一种脱除酸性气体组分的物理洗涤工艺,采用低温甲醇做溶剂,利用甲醇高稳定性和低温下甲醇对CO
2及H
2
S/COS的良好溶解性来洗涤脱除工艺气中的酸性气体,
低温下H
2S、COS及CO
2
在甲醇中的溶解度比CO及H
2
至少
要大100倍,比CH
4大50倍,低温下H
2
S的溶解度比CO
2
大6
倍。这样就有可能选择性地从变换气中分别吸收CO
2、 H
2
S和
COS,从而达到净化气体的目的。
  -40℃(233K)时各种气体在甲醇中的相对溶解度
低温甲醇洗的物理吸收过程遵循亨利定律,亨利定律的内容为:在恒温和平衡条件下,一种气体在溶液中的溶解度和该气体的平衡压力成正比。
其数学表达式为:P=KX
式中:K为亨利常数;X为平衡时气体在溶液中的摩尔分数;
P为该气体的平衡压力。
由亨利定律可知,气体的分压越大,其溶液中溶解度也就越大,所以,增加气体的压力有利于气体的吸收,降低气体的压力有利于气体的解吸。实验表明当溶质和溶剂一定时,在一定温度下k为定值,而且甲醇溶液的溶解度随温度的下降而显著增加,故吸收过程要求在尽可能低的温度下进行。一般低温甲醇洗的操作温度为-50℃左右。
1.2 低温甲醇洗工艺流程
低温甲醇洗的脱硫脱塔是在洗涤塔内分段实现的,一般洗涤塔分四段,最下段主要用来脱除变换气中的H
2
S、COS等
含硫酸性气体,剩余的三段主要用来脱除CO
2
,由于低温甲醇
吸收H
2S、COS 及CO
2
酸性气体过程是升温的,为确保系统
醇的低温,在洗涤塔设置换热器来给甲醇降温,确保系统甲醇
在低温吸收H
2S、COS 及CO
2
酸性气体。
2 常见问题原因分析及解决措施
2.1 净化气中总硫超标原因及解决措施
①贫甲醇循环量过小。系统贫甲醇的循环量是控制净化
气中总硫含量的主要因素。循环量过小造成甲醇吸收的H
2S的
低温甲醇洗净化气和尾气中总硫超标的原因及解决措施 郝文浩 白延佳(陕西未来能源化工有限公司, 陕西 榆林 719000)
摘要:本文介绍了低温甲醇洗工艺原理及工艺流程,分析了净化气和尾气中总硫超标的原因及解决措施。
关键词:低温甲醇洗原理;工艺流程;常见问题
量减少,气相中H
2
S不能完全洗涤干净,造成总硫超标现象,适
当增加系统贫甲醇循环量,液气比增大,吸收推动力增大,原料
气中H
2
S 较易脱除,循环量也不是越多越好,循环量过大会造
成系统温度上升,净化气总硫含量也可能超标。②系统压力太
低。因低温甲醇洗是一个物理吸收过程,高压低温有利于吸收,
系统压力过低不利于吸收,造成净化气中总硫超标。当系统压
力过低时,应及时通过出工段阀门的开度来调整系统压力,如
果是前系统的原因,应及时联系前系统来提高压力,保证净化
气中总硫指标合格。③系统冷量不够,进洗涤塔的甲醇温度高。
低温有利于吸收,当系统冷量不够时,造成进洗涤塔的甲醇温
度过高时,也会造成净化气中总硫超标。4.0MPa水煤浆气化
时,一般贫甲醇进洗涤塔的甲醇温度不高于-45℃。当系统因
冷量不足,进洗涤塔的甲醇温度高而导致净化气中总硫超标
时,首先应及时降低贫甲醇循环量,来降低进洗涤塔的甲醇温
度,其次是调整丙烯系统,适当的降低丙烯气相压力,提高丙烯
换热器液位,增加丙烯量来增加系统冷量,降低进洗涤塔的甲
醇温度;其次应该适当的增加气提氮气量来增强气提效果,进
而降低系统贫甲醇温度;如果采取上述步骤后,进洗涤塔的甲
醇吸收温度仍然高时,可以适当的降低CO
2产品塔和H
2
S浓缩
塔压力,来提高闪蒸效果进而降低系统贫甲醇温度。
2.2 尾气中的H
2
S/COS的含量高的原因及解决措施
①气提氮气过大。H
2
S浓缩塔气提氮气过大时,不仅把富
甲醇中CO
2气提出来,还能把富甲醇中的COS、H
2
S气提出来,
从而导致尾气中总硫超标。此时应适当降低气提氮气量,来保
证尾气中总硫指标。②进CO
2产品塔的再洗甲醇流量小。CO
2
产品塔中下部的富甲醇是含硫的富甲醇,CO
2产品塔闪蒸CO
2
时也闪蒸出COS、H
2S,当进CO
2
产品塔的再洗甲醇流量偏小
时,不足以洗涤闪蒸出来的COS、H2S时,造成尾气中的总硫超标。此时应适当的加大进CO
2
产品塔的再洗甲醇流量,来保证尾气中总硫指标。③富甲醇溶液温度高。富甲醇溶液温度高
时,CO
2产品塔闪蒸时带出大量COS、H
2
S,造成尾气总硫超标;
H
2S浓缩塔塔顶出来的尾气中也含有大量COS、H
2
S,造成尾气
总硫超标。④变换气/尾气换热器内漏,因为变换气压力高于尾气压力,当换热器内漏时,变换气进入尾气中造成尾气中总硫超标。出现这种情况时,一般是系统及时做停车检修处理。
3 结语
在煤化工领域,采用低温甲醇作为吸收剂具有净化气质量好,净化度高,物料损失少,易于吸收和再生等优点,特别适用于大型煤化工装置。
参考文献:
[1]唐宏青.低温甲醇洗技术[J].中氮肥,2008.
[1].2013.[9].
[2]中国石化集团上海工程有限公司.化工工艺设计手册(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2009,9:78-84.

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