COS水解-脱硫剂在气体分馏装置中的应用

2020-11-20潘帅

装备维修技术 2020年11期

潘帅

摘要：中国石化扬子石油化工有限公司气体分馏装置上应用COS水解-脱硫剂，对液化气进行脱硫精制。运用ASPEN PLUS软件对气体分馏过程进行模拟，结果表明COS水解-脱硫罐设于脱乙烷塔进料处可有效脱除COS、CS2等有机硫组分，保证丙烯产品质量。工业应用表明，当COS水解-脱硫罐入口流率为21.5t/h时，液化气硫含量由2.54mg/m3降低至0.77mg/m3，丙烯产品硫含量<0.2mg/kg，硫化氢含量<0.1mg/kg。COS水解-脱硫剂运行413天未出现穿透现象，实际硫容达到设计值的50.58%，仍可稳定运行。

关键词：COS;水解;脱硫;气体分馏;丙烯

1 前言

扬子石化炼油厂催化裂化装置加工渣油，产生的液化气送至产品精制装置，脱除H2S和硫醇，然后送至气体分馏装置进行分离，得到高纯度的丙烯产品。

经产品精制脱除H2S和硫醇后，液化气中仍含有微量难以脱除的COS 、CS2等有机硫[1]，为保证丙烯产品质量，气体分馏装置运用EH-4型COS水解剂和DHS-1G型脱硫剂对其进一步精制，以降低丙烯硫含量[2]。

2 工艺原理

COS水解-脱硫剂主要物性指标如表1所示：

COS水解催化剂可在常温下使液化气中微量的COS组分水解，生成H2S和CO2。

其水解方程式如下：

精脱硫剂中的ZnO组分可与H2S组分生成稳定的ZnS化合物，从而将液化气中的硫杂质脱除。

其脱硫方程式如下：

3 工艺流程介绍

自产品装置来的精制液化石油气进入脱丙烷塔，碳二、碳三馏分从塔顶馏出，送至COS水解-脱硫部分，脱除COS、CS2等有机硫。塔底物料混合C4送出装置。由COS水解-脱硫单元送来的精制C2、C3混合物料进入脱乙烷塔，脱除塔顶C2不凝气，不凝气送至催化裂化装置回收丙烯。脱乙烷塔底混合 C3送至精丙烯塔进行分馏，塔顶丙烯馏分经丙烯干燥器脱除水分后送出装置，塔底丙烷馏分直接作为产品送出装置。

4 工艺流程模拟

为了考察气体分馏装置物料中COS、CS2等微量组分的分布情况，运用ASPEN PLUS流程模拟软件对气体分馏过程进行简单的模拟，流程如图2所示。

实际生产中进料温度70℃、进料壓力2Mpa、进料流率53t/h，模拟结果如表2所示。

由表2可知，S5流股中COS摩尔分数为4.0910-6，在整个系统中最高。但是S5流股作为脱乙烷塔顶采出气相组分，流量较小。S2、S4流股中COS的摩尔分数为3.2610-6，在整个系统中除S5流股外最高，故COS水解-脱硫罐设于此处。在此处将COS进行脱除，可大大降低丙烯中有机硫的含量。

5 工业应用情况

5.1 操作参数

COS水解-脱硫罐入口流率21.5t/h，压力2.0MPa，温度25℃，液空速1.2h-1，床层高径比4。

5.2 COS水解-脱硫罐出、入口硫含量

图3为实际生产中气体分馏装置COS水解-脱硫罐出、入口硫含量变化图。

由图可见，COS水解-脱硫罐入口硫含量均值为2.54mg/m3，出口硫含量均值为0.77mg/m3。经COS水解-脱硫罐精制后，液化气中携带的微量有机硫杂质得到了有效脱除。

5.3 丙烯产品质量

液化气经过COS水解-脱硫罐精制后，丙烯产品质量月均值数据如表3所示。