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變換氣脫硫存在的問題及改進(jìn)

文檔作者：張　桐文檔來源：江蘇戴夢(mèng)特化工科技股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年03月22日
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小氮肥　第４２ 卷　第９ 期?。玻埃保?年９ 月　
變換氣脫硫存在的問題及改進(jìn)
張　桐
（江蘇戴夢(mèng)特化工科技股份有限公司　江蘇淮安２２３１００）
　　以煤制氣的合成氨工藝中，變換氣中Ｈ２ Ｓ 質(zhì)
量濃度通常在０．１ ｇ／ｍ３ 左右，這對(duì)脫碳、銅洗及
合成等后續(xù)工段都有很大的影響。高含量的Ｈ２ Ｓ
嚴(yán)重影響脫碳液、銅液以及氨合成催化劑的穩(wěn)定，
會(huì)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為使后工段穩(wěn)定、高效
運(yùn)行，需將變換出口氣體中Ｈ２ Ｓ 含量控制在工藝
指標(biāo)范圍內(nèi)。江蘇戴夢(mèng)特化工科技股份有限公司
第一化肥廠（以下簡(jiǎn)稱一化廠）自２０１３ 年２ 月大
修以后，采用了全低變工藝，但由于變脫系統(tǒng)基本
未進(jìn)行改進(jìn)，致使變脫系統(tǒng)出現(xiàn)一些問題，嚴(yán)重影
響生產(chǎn)穩(wěn)定。
１　變換氣中Ｈ２Ｓ 對(duì)后工段的影響
１．１　對(duì)脫碳系統(tǒng)的影響
Ｈ２ Ｓ 進(jìn)入脫碳系統(tǒng)后，在脫碳液汽提過程中
會(huì)產(chǎn)生硫磺，產(chǎn)生的硫磺裹帶著一些雜質(zhì)附著在
換熱器以及填料表面，會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的傳質(zhì)換
熱。ＭＤＥＡ 脫碳液吸收Ｈ２ Ｓ 和ＣＯ２ 的反應(yīng)機(jī)理
基本是一樣的，但是在溶液中，Ｈ２ Ｓ 的酸性比ＣＯ２
的酸性強(qiáng)，所以ＭＤＥＡ 脫碳液對(duì)Ｈ２ Ｓ 的選擇性更
強(qiáng)，從而影響ＣＯ２ 的吸收，削弱了脫碳效果。
１．２　對(duì)銅液的影響
微量的Ｈ２ Ｓ 可以被銅液吸收，主要是依靠銅
液中ＮＨ４ ＯＨ 發(fā)生以下反應(yīng)：
２ＮＨ４ ＯＨ ＋Ｈ２ Ｓ （ＮＨ４ ）２ Ｓ ＋２Ｈ２ Ｏ
但如果原料氣中Ｈ２ Ｓ 含量過高，Ｈ２ Ｓ 會(huì)溶解
在銅液中，并與低價(jià)銅離子及Ｃｕ＋發(fā)生反應(yīng)，生成
Ｃｕ２ Ｓ 沉淀：
２Ｃｕ（ＮＨ３ ）２ ＣＨ３ ＣＯＯ ＋Ｈ２ Ｓ Ｃｕ２ Ｓ ↓ ＋
２ＣＨ３ ＣＯＯＮＨ４ ＋２ＮＨ３
Ｃｕ２ Ｓ 沉淀不僅附著于設(shè)備、管道及填料表
面，還會(huì)使得銅耗過高，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。
１．３　對(duì)氨合成催化劑的影響
硫及其化合物會(huì)在催化劑的活性中心形成穩(wěn)
定的表面化合物，鈍化催化劑的活性中心，從而降
低催化劑的整體活性，這種催化劑活性的喪失是
不可恢復(fù)和不可逆的，即Ｈ２ Ｓ 與氨合成催化劑發(fā)
生不可逆反應(yīng)，有多少量的Ｈ２ Ｓ 進(jìn)入氨合成系
統(tǒng)，就有相對(duì)應(yīng)量的催化劑受到損害。
２　存在的問題及分析
２．１　脫硫效率低
使用高串低變換工藝時(shí)，變換氣中Ｈ２ Ｓ 質(zhì)量
濃度的指標(biāo)為≤０．０８ ｇ／ｍ３ ；采用全低變工藝后，
變換氣中Ｈ２ Ｓ 質(zhì)量濃度要求在０．１０ ～０１５ ｇ／ｍ３ ，
加大了變脫系統(tǒng)的負(fù)荷，是造成脫硫效率低的重
要原因之一。
２．２　變脫塔內(nèi)液體分布效果差
變脫塔使用的分布器為槽型，分布器上的篩
孔容易被脫硫液中的雜質(zhì)堵塞，引起脫硫液分布
不均，造成氣體偏流走短路。
２．３　無單獨(dú)的再生槽
變脫脫硫液的再生是與半脫系統(tǒng)脫硫液共用
１ 只再生槽，導(dǎo)致再生不徹底；特別是采用全低變
工藝以后，變脫貧液中的Ｈ２ Ｓ 含量一直居高不
下，副鹽含量較高，直接影響脫硫效率。
２．４　堿耗高
變換氣脫硫與半水煤氣脫硫的主要區(qū)別在于
前者ＣＯ２ 含量高、變脫壓力高。一化廠變換氣中
φ（ＣＯ２ ） 已高達(dá)３０％左右，變脫壓力在１．２ ～
１．４ ＭＰａ，造成ＣＯ２ 在脫硫液中的溶解度急劇增
大， ＣＯ２ 在脫硫液中發(fā)生如下反應(yīng)：
Ｎａ２ ＣＯ３ ＋Ｈ２ Ｏ ＋ＣＯ２ ２ＮａＨＣＯ３
在變脫脫硫液中，ＮａＨＣＯ３ 的含量高是個(gè)普
遍的問題。雖然ＮａＨＣＯ３ 也是脫硫液總堿度的組
分，但卻不能使脫硫液的ｐＨ 升高，相反還會(huì)導(dǎo)致
堿耗增高，溶液的ｐＨ 降低，會(huì)影響脫硫效率的
提高。
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