变换脱硫系统优化改造总结

(河南能源化工集团有限公司 安化公司，河南 安阳 455133)



变换脱硫系统优化改造总结

李云

(河南能源化工集团有限公司 安化公司，河南 安阳 455133)

通过对变换脱硫系统变换气热平衡系统进行优化，同时对除油系统进行改造，优化改造后变脱塔入口气体温度得到灵活控制，变换脱硫系统阻力得到降低，后续PSA-CO2段脱碳效果提高。

变换系统优化 ； 阻力 ； 温度 ； 打气量

安阳年产20万t乙二醇生产装置于2012年12月打通全流程产出精乙二醇。作为乙二醇配套装置变换系统主要任务是将常压脱除大部分硫化氢经压缩机加压后的水煤气通过变换反应将CO转化为H2，从而达到乙二醇合成装置所需的氢碳比，同时将有机硫转换为无机硫并脱除，达到后续PSA-CO和PSA-H2总硫指标要求。2015年以来，随着该套煤制乙二醇装置负荷提升，变换脱硫系统存在变脱塔入口气体温度高，系统阻力上升的问题，严重影响系统负荷提高，通过改造和不断优化工艺，解决这些问题，目前取得了较好的效果。

1 存在问题

1.1变脱塔入口气相温度高

变换气自中温水解塔出口进入变脱塔之前，温度需要降至45 ℃以下，原设计为两级降温，第一级为脱盐水换热后运送锅炉除氧器，二级为循环水换热，由于后续脱盐水用户需求量小，造成一级脱盐水换热效果不佳，并将大部分脱盐水就地排放，形成浪费。如果增大脱盐水通过量，会对脱盐水制备装置形成较大压力。在夏季生产时，变脱塔温度经常突破45 ℃。过高的气体温度导致变脱溶液温度升高，脱硫溶液温度在43 ℃以上，高时可达到47～48 ℃，不利于硫化氢脱除和脱硫溶液的再生。同时，一旦温度超过55 ℃还会造成变脱塔填料变形，阻力上升，影响生产系统的稳定运行。高温下气体中夹带的饱和水量变大，在进入变脱系统后该部分饱和水进入脱硫溶液系统，易造成脱硫溶液过多和溶液组分变化。且变换气温度升高导致入PSA-CO2段气体温度偏高，造成该段脱碳效果下降。

1.2系统阻力上涨

水煤气经压缩加压及除油水后，进入耐硫变换系统。由于水煤气压缩机出口水煤气中夹带少量油水，经过除油器除油后少量除油剂粉尘被带入后系统换热器和换热管U形弯和触媒表层，造成压差逐步增高，影响系统长周期运行。

2 变换工序改造措施

2.1变换气热平衡系统优化改造降低变脱塔入口气相温度

2016年8月通过改造，对变换气热平衡系统进行优化，在原来工艺路线上并联一台变换气水冷器，根据生产负荷调整两台变换气水冷器过气量，从而达到控制变换气水冷器气相出口温度，保证了变脱塔入口气相温度。

表1 新增变换气水冷器参数

2.2除油系统优化提升降低阻力

通过对除油系统优化提升，在水煤气压缩机出口变换系统入口前增加一台油分离器，新增加油分离器与原有油分离过滤器可并联也可串联。

3 变换系统改造后工艺流程

变换系统改造后工艺流程图如图1所示。

图1 变换系统改造后工艺流程图

4 改造后效果

4.1变换气热平衡系统优化效果

通过在变换系统增加变换气水冷器，降低除盐水预热器除盐水用量，使变换气进入变脱塔的温度不超温，使脱硫溶液温度稳定，提高了脱硫溶液再生和脱硫效率，稳定了变脱塔阻力，同时使PSA-CO2脱碳效果提高，保持了生产系统的稳定。

由于新增水冷器与原有的水冷器并联，使气体通过该部分时阻力降低了10 kPa。增加水冷器后也减少了除盐水用量。

表2增加变换气水冷器前后变脱塔水煤气入口温度变化

由表2可看出，2016年增加水冷器后变脱塔入口煤气温度较2015年同时期的低，平均入口煤气温度控制在39～42 ℃，而变脱塔入口水煤气最高温度为45 ℃，控制在要求指标范围内。

由表3看出变脱塔入口煤气温度降低使脱硫溶液平均温度也降低，脱硫溶液温度由增加水冷器前2015年9—11月的43～46 ℃降低至增加水冷器后2016年9—11月的37～40 ℃。

脱硫效果较之前明显，硫回收率由2015年10—11月的88%～89%提高至2016年10月以来的90%～93%。

表3 脱硫溶液温度变化

由于脱硫效率和硫回收率提高使变脱塔阻力稳定不上涨，增加变换气水冷器后2016年9—11月3个月期间变脱塔阻力稳定在3 kPa左右，不再上升。

PSA-CO2段脱碳效果明显提高，PSA-CO2段尾气中CO2平均含量由2015年9月—11月的0.45%～0.47%降低到2016同时期的0.35%～0.38%。

2016年8月份变换气新增水冷器投入运行后，除盐水预热器除盐水循环量减少了，由原来150～160 t/h减少至50～60 t/h，同时除盐水不再排放；由于增加了一台变换气水冷器，变脱塔入口煤气温度得到灵活控制。

4.2除油系统优化提升改造效果

除油系统优化提升改造，在水煤气压缩机出口变换系统入口前增加一台油分离器后，老油分过滤器平均压差降低效果显著，由此降低了变换系统阻力；同时降低水煤气压缩机出口压力，水煤气压缩机打气量得到提高。

平均打气量由改造前2016年11月份的83 844 m3/h提高到改造后2017年2月份的84 195 m3/h，每小时平均打气量提高了1.1%～5%。

除油系统优化后2017年2月份及3月份除油系统压差稳定在16 kPa，上升趋势缓慢，而除油系统优化前2016年11月份除油系统压差达93 kPa，且上升趋势快。

除油系统优化改造后，水煤气压缩机出口压力明显降低，除油系统优化前2016年10—11月压缩机出口平均煤气压力为1.068 MPa和1.085 MPa，除油系统优化后2017年2月份及3月份压缩机出口平均水煤气压力稳定在1.05 MPa。

5 结束语

通过对变换系统变换气热平衡系统及除油系统优化改造，变脱塔入口气相温度得到有效控制，除盐水用量降低，同时降低了变换脱硫系统阻力，降低了水煤气压缩机出口压力，提高了水煤气压缩机打气量。取得了节能降耗的明显效果，增加了企业的经济效益。

2017-04-15

李 云(1985-)，女，助理工程师，从事水煤气净化技术方面工作，电话：18790830832。

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