JTS—1、JTS—2、JTZX型脱硫剂在甲醇生产中的应用
甲醇生产对原料气中硫含量的要求都比较严格,因为硫可使铜基甲醇合成催化剂产生永久性中毒失去活性,所以,微量硫的脱除就成为甲醇装置能否平稳运行的关键。我公司有一套20kt/a的单醇生产装置,其催化剂要求原料气中硫的含量不大于0.1×10-6。为满足要求,我们在脱碳后设置了一套精脱硫装置。精脱硫技术的关键是脱硫剂的选择,我公司自2004年6月开始使用河南省长葛市星火化工厂生产的JTS-1、JTS—2常温活性炭精脱硫剂,对硫化氢的脱除效果良好;今年5月初部分更换为JTZX转化吸收型精脱硫剂,运行2个多月效果明显。
1精脱硫工艺流程
我公司的精脱硫生产工艺为典型的“夹心饼”工艺,即前后为精脱硫塔,中间为水解塔,经过脱碳后的原料气进入预脱硫塔,同时补入少量蒸汽和空气,在预脱硫塔中装有常温精脱硫剂,主要脱除无机硫(H2S),再经过预热器将原料气加热到80℃左右进入水解塔,水解塔中装有水解剂,把有机硫(主要为COS)水解为无机硫,经水冷器降温至30℃左右进入精脱硫塔,进一步脱硫至塔出口原料气总硫含量≤0.1×10-6,然后进入压缩合成工段。精脱硫工艺流程见图1。
2 精脱硫剂的选择和装填
2.1 精脱硫剂的选择
我公司甲醇装置于2004年4月初开始试生产,最初的精脱硫剂为氧化铁常温精脱硫剂,由于多种原因,使用不到3个月,出口含硫就已超标,并有放硫现象(塔出口高于塔入口的含硫量),不得不更换精脱硫剂。经过多方调研比较,我们决定选用质忧价廉的河南省长葛市星火化工厂生产的JTS-1、JTS-2型常温活性炭精脱硫剂,自2004年6月使用以来(期间累计有近7个月停产),出口H2S一直为未检出。针对出口COS、CS2含量超标现象,今年5月初,我们又把精脱硫塔的脱硫剂更换为河南省长葛市星火化工厂生产的JTZX转化吸收型常温精脱硫剂,运行2个多月,出口H2S、COS、CS2含量均为未检出。
2.2JTS系列常温活性炭精脱硫剂的脱硫原理
原料气中的COS受脱硫剂的催化作用水解为H2S,原料气中的H2S和水解转化生成的H2S与残存的O2作用生成单质硫沉积在活性炭载体的空隙中,CS2、噻吩、硫醇、硫醚等有机硫在脱硫剂的活性作用下,被载体活性炭吸附而被脱除。其反应式为:
COS+H2O==CO2+H2S
H2S+1/2O2==S+H2O
2.3 所选精脱硫剂的技术参数
JTS-1、JTS-2、JTZX型常温活性炭精脱硫剂的技术参数见表1。
2.4精脱硫剂的装填情况
我公司的2台精脱硫塔规格相同,直径都为2m,填料段总高4m,分为二段。2004年6月装填时,预脱硫塔中装有JTS—1型常温活性炭精脱硫剂共9m3,平均分装为二段,每段下部装有部分原来尚有活性的氧化铁精脱硫剂,以保证装填高度。精脱硫塔中装有JTS-2型常温活性炭精脱硫剂共13m3。装填时,每段底部为丝网、瓷球、焦炭,以保证精脱硫剂不下漏和布气均匀;每段顶部压有丝网、瓷球,以防吹翻。因粉尘不太多,没有过筛。精脱硫剂装填时尽量保证密度均匀、水平高度一致,以免偏流。2006年5月仅把精脱硫塔中的JTS-2型常温活性炭精脱硫剂更换为JTZX转化吸收型常温活性炭精脱硫剂,共装填14m3,装填方法相同。
3 精脱硫剂的使用情况
3.1 操作条件
人口硫含量:小于10mg/m3
空速:500h-1左右
温度:20-40℃
压力:0.8MPa
湿度:要求脱除H2S湿度越大越好,最好是接近饱和水汽,但严禁液态水进入精脱硫剂床层。实际操作时,在预塔入口增加蒸汽管,连续补人蒸汽,定期排放塔底倒淋。
氧含量:O2是活性炭载体脱硫剂所必需的,理论上O2/H2S有0.5即可,实际使用时应大于理论值的2倍。同时,为保证系统安全,氧含量又不能过高,一般要求原料气中的氧含量不能超过0.5%。我公司精脱硫装置在脱碳之后,氧含量较低,为确保效果,实际操作时用1台打气量为0.3m3/min的小空压机,自预塔入口补入空气,原料气中的氧含量均小于0.2%。
3.2运行效果数据分析
检测仪器为湖北省化工研究院生产的HC-3型微量硫分析仪,灵敏度0.03×10-6。运行期间的数据分析见表2。
4 应用小结
从表2可知,河南省长葛市星火化工厂生产的JTS-1、JTS-2系列常温活性炭精脱硫剂对H2S的脱除效果良好,对COS、CS2也有一定的脱除效果;JTZX转化吸收型常温活性炭精脱硫剂除保持了对H2S的良好脱除效果外,对COS、CS2的脱除效果明显提高。对有效保护甲醇催化剂活性,延长甲醇催化剂寿命,起到较大作用。