2.2 MPa变脱系统运行总结



2.2 MPa变脱系统运行总结

耿家贺

(山东联盟化工股份有限公司山东寿光262700)

山东联盟化工股份有限公司第一分公司(以下简称第一分公司)合成氨系统配有1套2.2 MPa变脱系统。该变脱系统自2008年投运后，初期运行良好；但从2012年4月开始，运行中出现以下问题：再生效果变差，有时出现虚泡、飞泡等现象，有时出现无泡沫，硫颗粒难于浮选，系统阻力上升，严重影响生产装置正常运行。为此，对该变脱系统进行了调整，使生产运行逐步恢复正常。

1原因分析

该变脱系统采用碱性栲胶溶液湿法脱硫工艺，其硫泡沫的形成受变脱液表面张力、再生系统吹风强度的影响较大。

1.1　变脱液的影响

1.1.1NaHCO3

该变脱系统因在变换工段之后，气体中CO2含量较高(体积分数约为25%)，且操作压力较高，造成NaHCO3含量过高。NaHCO3虽能降低变脱液的表面张力，但不具备分散剂的特性；虽能吹出很多泡沫，但无法浮选单质硫，甚至会破坏单质硫的浮选，造成变脱液虚泡、飞泡严重。

1.1.2栲胶

由于栲胶碱水溶液为胶体溶液，故需提前制备，破坏其胶性，并提高其分散度和表面张力。氧化态栲胶使溶液的表面张力降低，促使空气在含单质硫的脱硫液中分散形成小气泡，防止气泡兼并，增大了浮选界面；提高气泡与硫颗粒的黏附和上升过程的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层，进而分离悬浮硫。但在2.2 MPa变脱系统中，因操作压力高，栲胶和硫颗粒的形态都发生了变化，故原适用于半水煤气脱硫和0.8 MPa变脱系统的栲胶含量不再适用于2.2 MPa变脱系统。

1.1.3悬浮硫

变脱液中的硫颗粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的硫颗粒选择性地黏附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，从液面溢出。但常规泡沫浮选存在局限性，只适用于选取0.5 mm至5 μm的颗粒；当颗粒超出此范围，该工艺就难于适用。在2.2 MPa变脱系统中，硫颗粒的形态发生变化，其颗粒过小、难于聚集，造成常规的泡沫浮选难于适用。

1.2　设备的影响

1.2.1闪蒸槽

在原有流程设计中，为降低CO2对再生效果的影响，设计了闪蒸槽。吸收H2S后的变脱液经闪蒸槽降压至0.55 MPa，然后进入再生槽再生。2012年前，闪蒸槽运行效果良好，但2012年系统加量后，就出现了气泡夹带情况。2012年系统加量后，闪蒸槽内脱硫液停留时间为2～3 min；但在化工设计中，因CO2的密度较大，解脱上浮至液面的速度不快，设计的停留时间不得少于5 min，停留时间过短，会造成闪蒸槽运行效果不佳。

1.2.2喷枪

在长期运行过程中，部分喷枪出现了尾管断落、喷嘴损坏等情况，造成部分喷枪吸风强度过大，使液面出现翻滚现象，破坏了泡沫的浮选。原喷枪选用的喷嘴口径为Ф 32 mm，由于喷嘴口径过大，造成空气与变脱液混合不充分，使变脱液得不到充分再生。

2处理措施

2.1　设备维修

对受损喷枪进行更换及维修，并对尾管、喷嘴部位进行了特别加固，减少受损概率；然后逐步对喷嘴进行更换，喷嘴口径由Ф 32 mm改为Ф 30 mm。通过更换维修，达到了吸风均衡及液面平稳的目的。

2.2　调整变脱液成分

2.2.1降低变脱液中NaHCO3含量

变脱液温度提高1～2 ℃，但不高于45 ℃，降低CO2的溶解度；并适当增加喷枪的开启数，降低变脱液中CO2的分压。通过调整，逐步将变脱液中NaHCO3含量降低至正常范围(表1)。

表1　调整前、后变脱液中NaHCO3平均含量对比　　g/L

2.2.2调整栲胶含量

出现虚泡、飞泡严重初期，认为栲胶含量过高(质量浓度为3.24 g/L)是一个诱因，只注意到栲胶作为氧载体和表面活化剂的作用，而忽视了其作为分散剂的疏水特性和2.2 MPa压力下形成的硫颗粒相对细小的实际工况，故在降低NaHCO3含量的同时，也降低了栲胶含量(1.87 g/L)。当解决了虚泡和飞泡问题后，发现再生系统出现无泡、碎泡的新工况，然后将栲胶含量根据实际工况重新进行了调整(调整至2.53 g/L)，使再生系统浮选情况得以好转。

2.3　降低闪蒸压力

为解决闪蒸槽气泡夹带问题，适度降低了闪蒸槽的操作压力，由0.55 MPa降低至0.50 MPa，以提高闪蒸度；同时，将闪蒸槽液位控制在低限，留出足够闪蒸空间。调整后，闪蒸槽气泡夹带问题得以解决。

3实施效果

变脱系统调整前、后运行参数见表2。

表2　变脱系统调整前、后运行参数对比

由表2可以看出：调整实施后，悬浮物含量显著下降，有效解决了堵塔问题；副反应减少，吨氨醇变脱系统运行成本由3.2元降低至2.5元；系统压差大幅降低，年可节约电费23.3万元；再生槽内的乳白色硫泡沫均匀、连续，再生系统恢复正常运行。

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(收稿日期2015- 08- 25)