朱艳成，段培高

（河南理工大学，河南焦作 454000）

变换气脱硫系统扩能改造总结

朱艳成，段培高

（河南理工大学，河南焦作 454000）

通过利用原有变换气脱硫和精脱硫设备进行扩能改造，在保证系统安全稳定运行的情况下，达到了提高负荷，增加产量的目的。

变换气脱硫；扩能；改造方案；运行情况

1 前言

山西晋煤天源化工有限公司是具有年生产能力360kt成氨、40kt甲醇、600kt尿素的大型煤化工企业，分别为两套“18-30”装置。其中变换气脱硫工艺采用加压NDC脱硫、喷射氧化再生工艺。合成及尿素装置通过技改和新增装置扩能，产能已达到总氨500kt，尿素800kt的能力，目前变换气脱硫装置通过气量为7机（原料气压缩机）约240 000m3/h满量运行，变换气脱硫工段已经大大超出了设计运行气量。而随着技改工作的进行，系统最终要达到9机满量运行的标准。变换气脱硫工段已经无法满足生产要求，因此需要进行扩能改造。

2 主要技术要求

2.1 要求达到变换气脱硫的工艺指标如表1、表2

表1 变换气脱硫前半水煤气组

表2 变换气脱硫后半水煤气组分

2.2 改造后要求通过气量≧75 000m3/h

2.3 改造方案说明

净化车间工艺流程如图1

图1 工艺流程简图

2.3.1 方案选择

方案一∶

将变换气脱硫系统的干法脱硫塔（Ø3400mm，H～19 000mm）从系统中隔离出来，从变换来的工艺气只通过湿法脱硫塔脱硫后，经过气液分离器后送往脱碳工段。将干法脱硫塔从装置区吊出，所在位置新安装一台湿法脱硫塔和一台气液分离器作为变脱三系列。此方案优缺点如下∶

优点∶操作方便，管道改动小。

缺点∶①现场吊装作业难度大；②原干法脱硫塔地基不适用新增湿法脱硫塔，需从新做地基；③订制设备，改造时间较长，总体投资较大。

方案二∶

将双系列两台精脱硫塔（Ø3 400mm，H～27 495mm）改为湿法脱硫塔，串联运行，与变脱一、二系列共三套脱硫系统并联运行；原精脱硫塔分离器继续作为改造后脱硫塔的分离器；原四台干法脱硫塔（Ø3 400mm，H～19 000mm）改为精脱硫塔，两两串联使用。另增加两台分离器作为精脱硫塔入口分离器使用。此方案优缺点如下∶

优点∶①改造时间短，投资较小；②原有设备位置不用变动，只需对两台精脱硫塔进行塔内改造。

缺点∶①工艺操作难度加大；②现场工艺管道改动较大。通过综合比较，选择方案二进行技术改造。

2.3.2 因为脱硫原设计中再生系统处理能力较大，脱硫液循环量1 800m3/h，每小时处理H2S为200kg。改造后三系列脱硫塔设计两塔循环量分别为360m3/h和380m3/h，改造后脱硫液循环量约为2 200m3/h，因前工段增加了半水煤气脱硫装置，入变脱系统H2S降低了，每小时处理H2S为168kg。循环量和系统负荷虽然增加了约20%，但含硫量仍在范围之内，可以满足生产的需要。考虑到系统循环量增加了20%，现有再生槽的液位调节器通过量可能无法满足要求，因此在原有液位调节器（ф700mm）等高位置增加了一个新液位调节器（ф350mm）。

2.3.3 改造后工艺流程如下

来自变换出口的变换气并联进入一系列变换气脱硫、二系列变换气脱硫和三系列变换气脱硫（原精脱硫塔改造）。出塔气体经分离器分离后进入脱碳系统，出脱碳后经过分离器和精脱硫（原两台干法脱硫塔改造）送入后系统。

三系列出塔富液分别送至一系列和二系列出塔富液管线，后分两个系列进入原变换气脱硫装置的闪蒸槽、富液槽、富液泵、喷射氧化再生槽、贫液槽、贫液泵后分三股分别送入三个变换气脱硫塔。喷射氧化再生槽浮选出的硫泡沫进入硫泡沫槽，通过硫泡沫泵打入熔硫釜得到单质硫。

3 改造及开车运行情况

3.1 改造过程

方案确定后，首先对新精脱硫（原脱硫干法脱硫塔）进出口管道进行预制，现场安装完毕，只余新精脱硫系统进出口管道碰头。公司于2015年9月开始进行系统大修工作，期间将新精脱硫系统管道碰头完毕，将精脱硫剂倒运并补充部分新精脱硫脱硫剂（如图2）投入使用。将旧精脱硫塔从系统中隔离出来，变换气脱硫三系列与系统相连的气液相进出口甩头完成。2015年11月对旧精脱硫塔内部进行改造，于2016年2月完成变换气脱硫三系列的全部改造。3月份对工艺管道进行吹扫、塔内填料的填装、系统的气密及置换工作，3月底三系列变换气脱硫装置具备开车条件。

3.2 开车运行情况

3.2.1 根据公司生产安排三系列变换气脱硫计划开车

4月11日对三系列变换气脱硫进行开车准备确认工作，于15∶00进行CO2置换，至23∶20置换合格。

4月12日倒液相3块、气相4块盲板，二系列变换气脱硫制液做准备。

4月13日9∶00对变换气脱硫三系列进行充压、气密。16∶20变换气脱硫二系列再生槽加开3组喷射器，共计15组喷射器，变换气脱硫三系列B塔建立溶液循环，循环量中控显示200m3/h左右，变换气脱硫三系列与变换气脱硫二系列并联运行，共用一台贫液泵。

4月14日10∶00变换气脱硫三系列导气约30 000m3/h，运行至18日出口硫化氢指标在3mg/m3以内，系统运行比较稳定。

4月19日9∶20变换气脱硫一系列再生槽加开3组喷射器，共计15组喷射器，脱硫三系列A塔建立溶液循环，循环量中控显示150m3/h左右，变换气脱硫一、二、三系列并联运行，共用二台贫液泵。出口H2S指标在1mg/m3以内，系统运行比较稳定。

4月21日9∶30变换气脱硫三系列导气至约60 000m3/h，除因系统负荷降低外，气量保持稳定，出口H2S指标在3mg/ m3以内，系统运行比较稳定。

4月25日仪表厂家到厂对变换气脱硫三系列气相和液相流量计进行校正，进口流量显示波动仍较大。

从5月份开始变换气脱硫三系列负荷维持在65 000～71 000m3/h，除变换气脱硫三系列A塔压差成上涨趋势外，整个变换气脱硫装置运行比较稳定，通过对变换气脱硫三系列A塔各段进行压差测定，发现压差主要存在于A塔塔底气体分布器上，应该是塔的改造存在一点缺陷，气体分布器分布孔过小造成堵形成的压差，下次系统大修停车期间考虑对气体分布器进行扩孔改造。

3.2.2 变换气脱硫三系列运行至今，系统运行比较稳定，溶液悬浮硫和硫泡沫情况稍有波动，但总体情况在可控范围。变换气脱硫系统现脱硫剂NDC201和NDC202加入量比例为每天4kg∶40kg，碱为每日200kg，但副盐Na2SO4上涨较快，对溶液总碱度进行了下调。同时脱硫一、二系列气量降低，变换气脱硫塔压差较以前稳定。主要运行数据如表3。

表3 变换气脱硫三系列运行数据

4 现存在问题

1）三系列变换气脱硫流量、压差等主要数据没有趋势显示，不利于操作，计划在公司系统检修停车期间增加。

2）双系列再生槽液位调节器已经接近调至最低，循环量增加的空间较小。

3）变换气脱硫三系列A塔压差上涨，公司系统检修停车期间对其气体分布器进行检查，有必要进行进一步改造。

5 下步运行思路及改进建议

1）根据现运行情况分析来看，当系统加至八级气量时，即变换气脱硫三系列运行气量可控制50 000m3/h以内，为生产中出现异常情况能较快的处理问题，建议运行方式为三系列与脱硫一、二系列中一个系列并联运行。为防止三系列变换气脱硫塔内出现异常情况，如5月变换气脱硫三系列A塔运行，则6月变换气脱硫三系列B塔运行，即每个月进行一次切换。定期再对与变换气脱硫三系列并联运行系列进行切换。

2）下次系统停车检修，将旧液位调节器进行改造，将内筒的行程增加部分，保证提高溶液循环量后有调节能力。

3）如遇大修机会，建议将变换气脱硫三系列的A、B两塔的溶液管道改造成可分别与一、二并联使用的。例如变换气脱硫一系列的贫液泵带变换气脱硫一系列和变换气脱硫三系列A塔的溶液，变换气脱硫二系列的贫液泵带变换气脱硫二系列和变换气脱硫三系列B塔的溶液。只需在现有液相进出口管道上增加联通管线和隔离用的阀门和盲板，此改造可实现贫液泵涡轮投用，投资较小效益较大。且在事故状态下处理问题简单些。

Summary on Capacity Expansion Revamping of Shifted-gas Desulfuration

Zhu Yan-cheng，Duan Pei-gao

By using original shifted-gas desulfuration and fine desulfurization equipment to revampe capacity expansion，the load and production were increased under the condition of safe and stable operation of the system.

shifted-gas desulfuration；capacity expansion；revamping scheme；running condition

TQ546.5

B

1003-6490（2017）02-0015-02

2017-02-02

朱艳成（1981—），男，黑龙江依兰人，工程师，主要从事煤化工生产及管理。