煤气中杂质对真空碳酸钾脱硫的影响

王 军

(河钢集团股份有限公司邯郸分公司焦化厂，河北 邯郸 056015)

邯钢焦化厂采用真空碳酸钾脱硫，该系统自2009年投入运行以来，出现了诸多影响生产运行的问题，其中较为严重的是煤气中夹带的杂质对真空碳酸钾脱硫的影响，所以，查找影响脱硫系统顺利运行来自煤气方面的原因成为了解决问题的关键。

1 工艺原理及简介

来自两个系统洗苯后的煤气在脱硫塔前汇合进入1.6m煤气管道，与脱硫贫液在脱硫塔内逆流接触，煤气中的H2S、HCN和CO2等酸性气体被吸收。主要反应如式(1)～式(4)。

(1)

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(3)

(4)

同时，在脱硫塔上段加入一定碱液(NaOH)，进一步脱除煤气中的H2S，使煤气中的ρ(H2S)≤200 mg/m3。吸收了酸性气体的脱硫液称为富液，富液进入再生塔，在真空低温条件下与再生塔底上升的贫液蒸汽接触，解析得到H2S、HCN等酸性气体。主要反应如式(5)～式(7)。

(5)

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(7)

再生塔顶出来的酸性气体依次经过酸气冷凝器和酸气冷却器，在酸气分离器除水后，经真空泵将酸性气体送至CLAUS装置生产硫磺。

2 存在的问题

2.1 脱硫液被污染

开工初期，脱硫系统运行一段时间后，脱硫液颜色由啤酒色变为棕褐色[1]，最终有继续加深的趋势。取一定量的的脱硫液，静置一段时间后发现有一层油类物质；有组织地打开煤气放散，打开煤气放散后，地面出现黑色液滴状、油状黏稠物，因此，分析这些物质可能来自洗苯塔的洗油。而洗苯塔洗油与煤气是逆向接触，煤气在塔内低进高出，在洗苯塔出口安装有机械式捕雾器，脱硫塔前煤气有黑色物质喷出，判断出洗苯塔捕雾器捕集洗油达不到要求而夹带到煤气中[2]。

2.2 再生塔真空度异常

系统正常运行期间，出现多次再生塔真空度异常的情况：相同再生塔塔底温度下，短时间内塔顶温度下降，塔顶真空度升高，酸气温度升高，真空泵真空度升高(呈峰状波动)、真空泵后压力下降、酸气量减小等。

采用贫液化验分析、真空冷凝液化验分析等方法，最后判定是脱硫液经富集而含有大量的氨[3]，脱硫液在再生塔内再生时，氨首先析出，导致酸气中含有大量的氨，酸气中的氨溶解于真空冷凝液而放出大量的热，使酸气温度升高，酸气分压变小而产生一系列的异常情况。由此判断是由于煤气中夹带氨较多，经过脱硫塔洗涤致使在脱硫液中富集导致的。

2.3 真空泵换热器堵塞[4]

邯钢焦化厂真空碳酸钾脱硫工艺原设计中真空泵换热器使用循环水冷却，但是由于夏季温度较高，致使真空泵换热效果不好，因此给真空泵换热器专门配接了一趟低温水管道冷却工作液。

低温水来水温度有时低于22 ℃，而直接导致真空泵工作液流量下降至10 m3/h以下，进而导致真空泵真空度下降。经多方查找原因，发现是真空泵换热器管道管外堵塞[5]。真空泵进、出口管道堵盲板后拆开换热器封头，发现换热器管壁上粘附厚厚一层物质，经蒸汽加热后溶化，呈油状，冷却后又结块，因而判断其是来自煤气中的萘[6]在真空泵换热器内富集，萘在较低温度下结块固化在换热器管壁上。

3 原因分析及措施

3.1 洗苯塔捕雾器更换

脱硫煤气中的黑色物质来自于洗苯塔捕雾器后夹带的洗油，因为粗苯蒸馏工序最初洗苯采用合格洗油，洗油在较高温度下循环使用，老化速度快，流动性差，易堵塞换热器。洗油进入洗苯塔时温度高，煤气中夹带大量的雾滴进入脱硫系统。于是对洗苯采取了措施，将洗苯温度严格控制在26 ℃～28 ℃[7]，降低洗苯操作温度，洗苯塔出口捕雾器，减少煤气夹带洗油量，特别是洗油中的轻质组分。采取相关措施，经过脱硫系统换液后，脱硫液颜色逐渐恢复到啤酒色。

3.2 加大真空冷凝液换液量[8]

在正常操作中，脱硫液中的氨含量保持在一个相对较低的水平，脱硫液中出现氨含量富集，说明煤气中的氨在洗氨环节有异常。经查，煤气洗氨工序因进行了煤气管道处理漏点的检修，检修时间长达10 h，因此导致煤气中大量的氨带到洗苯和脱硫工序。采取加大真空冷凝液换液量，间接降低了脱硫液中氨含量。

3.3 控制真空泵工作液温度[9]

既要达到降低工作液温度，提高真空泵真空度，也要达到防止萘等杂质在换热器管壁粘结的目的，就需要严格控制真空泵工作液温度，因此，将真空泵工作液温度控制在28 ℃～30 ℃，每周两次将真空泵工作液温度提高到40 ℃～45 ℃，运行10 min后对真空泵工作液排液以降低液位。同时，要求风机岗位严格控制初冷器后煤气温度，防止大量的萘带到后面工序。

4 结语

本文分析了煤气中夹带的洗油、氨、萘对真空碳酸钾脱硫的影响，采取了相应的措施，稳定了生产。在以后的生产操作中，要注意观察脱硫液颜色、生产指标是否异常以及设备工作情况等，并及时解决生产中的异常问题。