栲胶法常压脱硫改造小结

任衍广 王彬

摘 要：在常压栲胶脱硫工艺中，脱硫塔塔堵是个普遍的问题，各化工厂均存在不同程度的塔堵。文章对硫泡沫过滤的设备，填料材质进行研究改造降低了塔堵。实践证明，熔硫釜清液回收不当、再生槽所需氧化空气量不足；填料支撑板设计不合理等原因是造成塔堵的重要原因。

关键词：常压；栲胶；脱硫；塔堵

引言

我公司采用高纯度CO与甲醇低压羰基合成醋酸，由富氧造气炉来的粗煤气中含有大量H2S，本系统使用碱性栲胶水溶液，将CO气体中H2S的进行脱除，以满足醋酸生产所需原料之一高纯度CO气。同时再生脱硫溶液，回收硫泡沫副产硫磺。

1 栲胶脱硫在本系统的应用

栲胶中主要含有丹宁，非丹宁及水不溶物等。由于栲胶含有较多活泼的基团，所以有较强的吸氧能力，在脱硫过程中起着载氧作用。酚类物质经空气再生氧化而成醌态，因其具有较高的电位，能将低价钒氧化为高价钒，进而将吸收在溶液中的硫氢根氧化，析出单质硫。本系统中，来自气柜的粗一氧化碳气经电除焦油器除去焦油和粉尘，然后经罗茨风机加压至约40Kpa，送往预脱硫塔下部，与塔顶喷淋下来的栲胶脱硫溶液逆流接触，其中绝大部分H2S和部分有机硫被吸收，然后送往后系统的压缩工段。

2 本系统存在的问题

在运行过程中，硫膏逐渐积存在预脱硫塔填料内，造成塔内压差上涨，系统助力增大，罗茨风机出口压力、电流也随着阻力增大而上涨，系统出口压力下降，影响了系统的安全稳定运行。每年因此停车扒塔清洗填料4次，共停车60小时，影响了系统高负荷稳定运行，同时也对环境造成了一定程度的污染。

目前，国内合成氨工厂、甲醇厂、醋酸厂同类常压脱硫装置，也存在不同程度堵塔问题，各企业也在积极寻找解决塔堵的办法，但效果并不明显。

3 原因分析及改造措施

3.1 原因分析

3.1.1 机械性杂质堵塞：烟尘、浮游颗粒。由于仪表故障，工艺问题以及电晕极太脏问题使静电除尘停车率较高。

3.1.2 硫堵：细小硫磺颗粒（悬浮硫）、粘硫，这是堵塞的最主要原因。

3.1.3 操作温度的影响。当再生槽内温度低于25℃时，在高PH值低钒浓度下的氧化析硫速度减慢，硫泡沫形成不稳定，且温度低时又有利于溶液中悬浮硫的溶解，硫泡沫就更难形成，堵塞更易发生，并且温度低时溶液的粘度随着增大，堵塞将由下而上推进。

3.1.4 熔硫后补液不当，当环境温度较高时，补液量的大小，对泡沫影响不太明显。当到气候比较冷时，补液温度太低时，补液稍大时，泡沫消失较快，溶液中硫难以浮选。

3.1.5 盐堵：从上塔堵塞物分析数据看，盐堵也不可忽视。硫再生槽上层浮选出的硫泡沫经沉淀后进入熔硫釜，经蒸汽蒸煮后副产硫磺，蒸煮后清液由于经过加热后的溶液组分发生了变化，进入系统后造成溶液粘度增大，且副盐增多，形成塔堵。

3.1.6 设备缺陷

塔单位截面积的气体流量：

36000/0.785*3.22*2=2250m3（正常≥2500m3）

塔单位截面积的液体流量：310/0.785*3.22=38.75m3（正常≥40m3）

气液比：36000/620=58

由以上数据显示，塔单位截面积的液体流量明显不足，驼峰式支撑板设计不合理，易于积存硫膏与碎填料造成塔内阻力大。

3.2 改造措施

3.2.1 溶液系统增加一台硫泡沫压滤机过滤硫膏

在溶液流程中增加到一台硫泡沫压滤机，在常温条件下，利用真空过滤板过滤硫膏，过滤硫膏后的清液组分未发生任何变化，送往系统后不会形成盐堵，解决了熔硫清液无法回系统的难题。

3.2.2 对氧化空气装置进行改造

根据对氧化再生空气量的计算，气量明显不足，欠缺700m3/h，通过研究讨论在现场近路设计一路压缩空气引入再生槽，作为补充空气使用。

3.2.3 填料改型

本系统使用的填料为ф76聚丙烯阶梯环H=18m、分三段。单塔填料总量为150m3。填料空隙小，使溶液在下落过程中很难带走积聚在填料中的硫膏。长此下去，硫膏愈积愈多，形成塔堵。在不改变填料的比表面积、整体吸收面积的条件下对填料重新研制，以期实现提高溶液冲刷填料表面硫膏的能力。

对填料材质进行研究选材，选用不易于粘附硫膏的材质，达到硫膏难以在填料积聚，易于被栲胶溶液冲刷带走，降低塔堵。

通过计算与对比，将原聚丙烯阶梯环更换为聚丙烯扁环，尺寸由原先的∮76改为∮90。

4 填料支撑板改型

现预脱硫塔使用的填料支撑板为驼峰式。驼峰式塔盘两驼峰之间谷底间隔分布降液孔，驼峰下部各80mm的坡面无任何孔，填料在谷底聚集，破碎的填料被冲刷到降液孔上造成堵塞，且析出的硫易在无孔部分聚集形成硫膏，造成液体偏流，塔阻力升高，并使溶液循环量降低，脱硫率下降。

通过对驼峰板的缺陷进行研究，设计出合理的栅板式填料支撑板更换原驼峰板。栅板式支撑板强度小于驼峰板，需在栅板下部增加紧固件进行加固。

5 结束语

通过此次常压脱硫技术改造，总结出以下几点：

5.1 影响预脱硫压差上涨的原因是多方面的。其中清液回收不当；再生槽所需氧化空气量不足；填料支撑板设计不合理；药品添加过量都会影响到预脱硫塔压差的控制。

5.2 通过对系统的改造，可大大延长预脱硫系统的运行周期。本项目的实施已经达到预期的目标：项目实施以后预脱硫塔稳定运行周期由原两个月延长到八个月，系统基本上达到稳定运行状态。

参考文献

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[4]李红宝.栲胶法变换气脱硫工艺[J].山西化工，2002，6（5）：55-58.

作者简介：任衍广，男，38岁，山东省滕州市人，毕业于山东理工大学。现为兖矿鲁南化工有限公司CO制备车间技术员。