喬景紅

（河南煤氣化公司義馬氣化廠，河南義馬472300）

1 流程簡介

圖1 低溫甲醇洗主洗系統(tǒng)工藝流程簡圖Fig.1 Themain wash process flow diagram of Rectisol

CO2排放氣主要是來自低溫甲醇洗裝置閃蒸氣，義馬氣化廠低溫甲醇洗裝置主要采用德國魯奇低溫甲醇洗的9塔工藝流程，主洗系統(tǒng)采用的是5塔流程，見圖1。

K01塔和K02塔是將從氣化過來的粗煤氣中的CO2、H2S、有機硫、HCN、石腦油、水以及其它雜質(zhì)脫除，生產(chǎn)出合格的凈煤氣；K01塔是H2S吸收塔，K02塔是CO2吸收塔，K03塔是CO2閃蒸塔，是將吸收完CO2的甲醇經(jīng)過閃蒸再生釋放出CO2，得到貧甲醇吸收液；K04塔是H2S濃縮塔，該塔主要是閃蒸出CO2，并濃縮H2S；K05塔是熱再生塔，主要將H2S濃縮塔的甲醇液經(jīng)過加熱使H2S再生出來。K03塔、K04塔閃蒸出來CO2經(jīng)過K06水洗塔，吸收排放氣中的甲醇后排放到大氣中，該排放氣中含有少量的H2S，設(shè)計指標是小于50×10-6。

2 問題現(xiàn)狀及調(diào)查分析

2011年4月份開始，CO2排放氣中的H2S含量開始超標，最高達2200×10-6，連續(xù)5個月，CO2排放氣的合格率也由100%降到0，CO2排放氣中的硫化氫含量高，周圍環(huán)境氣體聞著有一種臭雞蛋味，對人身造成一定的危害。為了改善周圍環(huán)境的氣體質(zhì)量，解決CO2排放氣中的H2S含量超標問題，提高排放氣的合格率，成為我們必須要解決的問題。排放氣中H2S含量見圖2。

圖2 CO2排放氣中H2S含量趨勢圖Fig.2 Trend graph of H2Scontent in CO2 emissions gas

3 問題原因分析

根據(jù)如上工藝流程，采用人、機、料、法、環(huán)的方法對排放氣中H2S進行分析，即從人員、設(shè)備、物料、方法、環(huán)境這5個方面進行分析，人和法由于目前操作人員都為5年以上的老主操，技術(shù)水平及操作規(guī)程的執(zhí)行，應(yīng)該沒有問題，可排除在外，從機、料、環(huán)這3方面進行分析如下。

表1 CO2排放氣中H2S含量超標原因分析Tab.1 Cause Analysis of excessive hydrogen sulfide in CO2 emissions gas

4 要因確定

對于以上原因進行逐一排查分析如下：

（1）經(jīng)調(diào)查，貧富液換熱器W12已兩年沒清洗，換熱效果差，影響濃縮塔的總硫吸收，導(dǎo)致排放氣中的總硫超；

（2）在最高負荷時，K01塔的操作壓差在60kPa，還沒達到設(shè)計值70kPa，不是K01塔的原因。

（3）現(xiàn)場分析出K01塔進K02塔的工藝氣中的總硫高出設(shè)計值30×10-6很多，最高可高達100× 10-6，很明顯有很多的硫被帶到了后續(xù)系統(tǒng)。使K03塔閃蒸出來的CO2氣中帶有大部分的H2S。

（4）分析出K04塔的閃蒸氣，閃蒸氣中的總硫高出設(shè)計值50×10-6很多。說明K04塔濃縮段的洗滌量CF052較小，沒有把H2S吸收下來。

（5）氣提氮的量與平時操作沒有太大的區(qū)別，說明不是氣提氮量大所致。

（6）分析W14處排放氣中的氨含量小于10mg· L-1，系統(tǒng)甲醇氨含量不是影響因素。

（7）粗煤氣中的總硫小于0.5×10-6，在設(shè)計值之內(nèi)。

（8）甲醇污染，再生度差，影響粗煤氣中總硫的吸收。

根據(jù)以上原因分析，主要原因為：1、3、4、8項。

5 制定對策

表2 針對要因制定對策表Tab.2 Countermeasures for related reasons

6 對策實施

針對這幾項采取了如下措施：

（1）2011年10月20日根據(jù)生產(chǎn)負荷，對W12換熱器進行清洗，打壓試漏，清洗后，效果見表3。

表3 貧富液換熱器清洗前后溫度對照表Tab.3 Temperature contrast of before and after cleaning the rich and poor fluid heat exchanger

換熱器清洗后，經(jīng)貧富液換熱器殼程的溫度平均降低15℃,換熱效果明顯增加,冷量損失減少,并且吸收劑的溫度降低，有利于甲醇對粗煤氣中總硫的吸收，避免硫化物帶入后續(xù)系統(tǒng)。

（2）針對出K01塔的工藝氣含硫高的問題，為了穩(wěn)定循環(huán)量的匹配，車間制定出操作方案：穩(wěn)定51系統(tǒng)的粗煤氣負荷在4.0~4.2Nm3·h-1，通過分析出K01塔工藝氣中的總硫，來調(diào)整CF021的量，當CF021的量加到50Nm3·h-1時，再開大閥門開度，量已無變，車間規(guī)定以閥門開度來決定循環(huán)量。見表4。

表4 閥門開度與出H2S吸收塔的工藝氣中的含硫量Tab.4 Relationship of the valve opening degree and the sulfur contentof the process gas out H2Sabsorber

從表4可以看出。隨著CF021的閥門的開度的增加，出K01塔的工藝氣中的總硫降低，進而出K03塔的氣體中的硫含量也降低；為了解決CF021的可操作性，閥門開大有數(shù)值上的變化，將CF021的流量表由儀表更換大量程流量表，及時匹配循環(huán)量，避免K03塔排放氣中的硫含量增加。

（3）在換熱器清洗前，CF052的量不能加到設(shè)計值，并且離設(shè)計值相當遠，因為加大CF052的量，就必須加大CF061的量，CF061的量加大，由于換熱器換熱效果不好，CF061這股甲醇的溫度就較高，導(dǎo)致凈煤氣中的總硫超標。對W12換熱器進行清洗，清洗后，CF052的量就可由26Nm3·h-1增加到34Nm3·h-1，52CF061的量可以由53-55Nm3·h-1增加到60Nm3·h-1。出K04的閃蒸氣中的H2S也由140~150×10-6降到15~25×10-6。效果比較明顯。為了及時匹配好CF052的量，調(diào)配好K04塔氣提氮量，避免K04塔排放氣中硫含量增加，下發(fā)操作規(guī)定，按負荷匹配循環(huán)量，保證出K04塔的閃蒸氣中的H2S合格。

（4）提高去K03塔的氣提氮的量，使大部分硫從K03塔閃蒸出去，以提高出K03塔的甲醇的精度，暫時性排放氣中的硫會更高，但是隨著甲醇精度的提高，出K01塔的工藝氣中的總硫會降低，帶入到K02塔的甲醇中的含硫量降低，進而出K03塔的閃蒸氣中的含硫量也會慢慢降低。

通過以上這些對策的實施，H2S含量得到了明顯的降低，效果見圖3。

圖3 CO2排放氣中H2S含量趨勢圖Fig.3 The trend graph of H2S content in CO2 emissions gas

7 結(jié)論

本文根據(jù)低溫甲醇洗工藝流程，通過采用人、機、料、法、環(huán)的分析方法，找到了CO2排放氣中的H2S含量超標問題的原因所在，并根據(jù)原因制定出相應(yīng)的對策，如清洗W12、更換CF021的流量表以及匹配循環(huán)量等，不僅解決CO2排放氣中的H2S含量超標的問題，也改善了周圍環(huán)境。

［1］ 付長亮，張愛民.現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.157-169.

［2］ 陳敏恒.化工原理（下冊）第三版［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.1-98.

［3］邢文英.QC小組活動指南［M］.北京：中國社會出版社，2003，63-120.