焦爐氣應該用哪種脫硫催化劑?
網(wǎng)站編輯:洛陽(yáng)市合合工貿有限責任公司 │ 發(fā)表時(shí)間:2020-12-03 09:18:38
焦爐氣成分復雜、氣質(zhì)比較臟,油水也較多的性給我們平時(shí)工作帶來(lái)很多困難,通過(guò)平時(shí)操作中的點(diǎn)滴積累以及經(jīng)驗,來(lái)延長(cháng)催化劑的使用壽命,降低消耗是每個(gè)操作人員義不容辭的責任。焦爐氣脫硫的重要性,脫硫的方法,目前的狀況,存在的問(wèn)題,操作時(shí)的注意事項,如何更好的延長(cháng)脫硫催化劑的使用壽命,達到節能降耗,提高經(jīng)濟價(jià)值。
1.脫硫的重要性
隨著(zhù)焦爐氣的綜合利用及發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的鼓舞,焦爐氣制甲醇裝置的大型化也不斷發(fā)展,由起初年產(chǎn)8萬(wàn)噸的裝置到現在單套年產(chǎn)20萬(wàn)噸甚至30萬(wàn)噸的生產(chǎn)線(xiàn)。焦爐氣的量由10000 Nm3/h提高到45000Nm3/h。那么焦爐氣的脫硫給我們平時(shí)的操作和生產(chǎn)提出了考驗和挑戰。焦爐氣經(jīng)過(guò)濕法脫硫后中含有大量的有機硫和少量的無(wú)機硫。這些總硫的存在不僅會(huì )對設備造成腐蝕,而且脫硫的好壞直接影響了后序轉化、合成的催化劑使用,終影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此精脫硫的出口總硫控制達到未測出。
2.焦爐煤氣中有機硫的情況
焦爐煤氣是煉焦過(guò)程中的副產(chǎn)品,煤氣中含有大量的H2S、COS、CS2、噻吩、硫醇、萘、苯、焦油、HCN、NH3等經(jīng)過(guò)化產(chǎn)回收、濕法脫硫凈化后的焦爐煤氣H2S含量在20 mg/m3以下,有機硫(COS、CS2、噻吩、硫醚)含量約400 mg/m3。噻吩物理性質(zhì)與苯相似,有苯的氣味,不溶于水,性質(zhì)穩定,500℃不分解,難脫出的硫化物;硫醚無(wú)氣味的中性氣體,400℃可分解為烯烴和H2S;CS2常壓常溫下,無(wú)色液體,易揮發(fā),難溶于水,可與氫作用生成H2S;COS無(wú)色無(wú)味氣體,微溶于水,高溫下與水蒸氣作用生產(chǎn)H2S和CO2。
3.脫硫的方法
將經(jīng)過(guò)濕法脫硫后的焦爐氣經(jīng)預處理工序處理并加壓、在焦爐氣加熱爐中預熱到300℃到350℃,經(jīng)加氫罐,出來(lái)的預加氫焦爐氣立即進(jìn)入加氫罐,對焦爐氣中的有機脫硫(硫醇、噻吩、硫醚、二硫化碳等)進(jìn)行進(jìn)步的轉化及焦爐氣中的不飽和烴加氫飽和。焦爐氣中的有機硫通過(guò)鐵鉬觸媒(小加氫罐加氫罐二加氫罐)進(jìn)行加氫反應,把有機硫轉化成無(wú)機硫 H2S,經(jīng)兩加氫轉化后的焦爐氣進(jìn)入精脫硫罐氧化鋅脫硫劑除去焦爐氣中加氫轉化后生成的H2S,使出精脫硫焦爐氣中總硫含量<0.1PPm給后工序提供合格的原料氣。
4.目前的狀況:
4.1.濕法脫硫的果不佳,不能保證入口無(wú)機硫的含量小于20mg/m3
由于干法脫硫成本非常高所以設計入口硫化氫的含量小于20mg/m3,但實(shí)際生產(chǎn)中入口硫化氫的含量不僅大于20mg/m3,甚至硫化氫含量達到100—200mg/m3,這樣增加了催化劑的負荷,同時(shí)減少了催化劑的使用壽命。所以在生產(chǎn)操作中應盡可能保證濕法脫硫的精度,減少干法脫硫的負擔。
4.2.焦爐氣中含有大量的油水加之空速較大,不能有分離,造成加氫催化劑結塊和中毒
焦爐氣出壓縮機后雖然有氣體冷卻器及油水分離裝置,但焦爐氣的焦油及水仍然分離不干凈。般情況下壓縮機出口的氣體冷卻器為循環(huán)水冷卻,循環(huán)水水質(zhì)不好造成換熱器堵塞,造成壓縮機出口焦爐氣出口溫度偏高,氣液不能很好的分離。從實(shí)際運行來(lái)看,卸出的加氫轉化催化劑表面發(fā)生積炭,甚至結塊現象,造成催化劑失活較快,系統阻力增加,因此平時(shí)加強導淋的排放以及多關(guān)注壓縮機出口焦爐氣的溫度。
4.3.焦化裝置的操作原因工況中焦爐氣中含氧波動(dòng)較大及入口溫度的波動(dòng)
在實(shí)際生產(chǎn)中,焦爐氣中的含氧要求不超過(guò)0.5%,焦爐氣中含氧量每升高0.1%溫升可達15℃,但由于操作及裝備造成含氧波動(dòng)時(shí)有發(fā)生,引發(fā)精脫硫整個(gè)床層的波動(dòng),嚴重時(shí)引發(fā)“飛溫”,那么將會(huì )使催化劑的活性組份升華,使觸媒活性降低,時(shí)間久了會(huì )永遠失去活性,4.3.2其次入口溫度的波動(dòng)也會(huì )造成整個(gè)床層溫度波動(dòng)的原因之,含氧波動(dòng)及入口溫度要早發(fā)現,早調節,來(lái)保證催化劑床層溫度的穩定性。
4.4.催化劑的裝填
催化劑的裝填是避免催化劑從高處落下造成破損;二是填裝的床層定要分布均勻。由于催化劑的更換次數增加,長(cháng)此以往忽視了對催化劑裝填的把關(guān),生產(chǎn)中往往為了追求時(shí)間和率,忽視了裝填質(zhì)量。為了降低小部分費用而不用業(yè)的裝填隊伍,這是大多數企業(yè)的共性,裝填中臨時(shí)工粗暴行為導致催化劑變成粉末,為了省工省力抱著(zhù)把催化劑裝入罐內的思想,導致催化劑裝填不均勻,使用時(shí)造成氣流偏流影響催化劑使用壽命。所以裝填時(shí)按照裝填的要求和質(zhì)量,保證催化劑裝填均勻穩定。
4.5.催化劑的選用及硫化時(shí)的果
催化劑在選用過(guò)程中主要從活性、選擇性、使用壽命、機械強度和穩定性、其他物理性狀來(lái)看。例如催化劑的形狀與尺寸將影響反應器中的流體力學(xué)條件,孔容積、孔徑分布、空隙率等對傳遞過(guò)程為重要。生產(chǎn)中加氫催化劑的更換在其他條件不變的情況下將催化劑圓柱型形狀改為了球形,空隙率降低在使用不到個(gè)月的時(shí)間床層阻力不斷增加,床層上部大量結塊,轉化率下降,不得不重新更換,造成了很大的損失。4.5.2加氫催化劑的活性組分為鐵鉬,因此升溫硫化是投入使用前的大工序,也是催化劑形成活性結構的過(guò)程。催化劑的硫化必須達到定溫度后才能進(jìn)行,必須保證催化劑床層徑向溫度均勻分布,硫化時(shí)般有熱量放出,能維持部分熱量,但仍要控制好溫度必須均勻進(jìn)行,嚴守操作規程,不要使溫度發(fā)生急劇的改變,影響硫化質(zhì)量。硫化結束后放硫要徹底,避免為下脫硫罐增加負擔。
4.6.脫硫罐內催化劑壓力的波動(dòng)
壓力的波動(dòng)也是影響催化劑的重要因素,當催化劑失活需要倒槽時(shí),充壓、泄壓時(shí)般控制壓力0.3-0.5Mpa,防止形成大的壓差壓碎催化劑。
4.7.再生利用
再生操作方式取決于許多因素,但要的是取決于催化劑活性下降的速率,其次還要分析催化劑是活的原因。例如由于入工段焦爐氣中含有少量焦油以及大量的油水雜質(zhì),活性炭,吸油劑催化劑使用段時(shí)間后,會(huì )造成催化劑結塊,床層阻力增大,采取蒸汽吹除以減少催化劑的更換次數,力求催化劑的吸收率降到時(shí)更換,增加使用周期,
4.8.化驗分析及時(shí)關(guān)注每個(gè)罐的使用情況,轉化率、吸收率
精脫硫要建立完整的使用臺賬,關(guān)注每罐催化劑的使用情況。何時(shí)裝填、何時(shí)使用都必須清晰可靠。定期做好每罐脫硫催化劑的總硫分析,記錄好每罐催化劑的轉化率、吸收率。通過(guò)化驗數據來(lái)指導平時(shí)的操作,使操作更加穩定。
5.總結
隨著(zhù)金融危機的蔓延以及球產(chǎn)能的過(guò)剩,傳統的制造業(yè)企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了低利潤階段,只有通過(guò)精細化操作才能贏(yíng)得更好的收益,原來(lái)的粗放的管理和野蠻操作已經(jīng)不可行,精脫硫是焦爐氣制甲醇整個(gè)系統重要的環(huán)節,催化劑的費用是生產(chǎn)費用的大板塊,如何降低成本、降低費用是我們思考的方向。此外,焦爐氣成分復雜、氣質(zhì)比較臟,油水也較多的性給我們平時(shí)工作帶來(lái)很多困難,通過(guò)平時(shí)操作中的點(diǎn)滴積累以及經(jīng)驗,來(lái)延長(cháng)催化劑的使用壽命,降低消耗是每個(gè)操作人員義不容辭的責任。