普光天然氣凈化廠硫磺回收單元最大液體硫磺生產能力為719噸/天。硫磺回收單元產出的液硫在液硫池中通過Black&Veatch的專利MAG脫氣工藝可將液硫中的H2S脫除至10ppmw以下輸出至產品區。本文就我廠投料開工以來, 實際生產中液硫產品質量出現多次不合格現象, 對液硫相關參數的分析認為其硫化氫含量超高的根本原因為液硫池溫度過高, 形成了過多的不易被脫氣脫除的H2Sx。
1 MAG脫氣工藝流程
來自三級硫磺冷卻器的液硫進入液硫池的三個分區中循環流動, 經過一、二區噴射器脫氣后, 溶解的H2S溢出到氣相中并由抽空器送入尾氣焚燒爐, 液硫分別溢流過一二區的擋墻進入三區, 一部分液硫通過外輸泵P-303A/B輸送至硫磺成型, MAG脫氣工藝可將液硫中的H2S脫除至10ppmw以下。
然而, 普光凈化裝置內的液硫產品質量自投料開工以來在硫磺回收裝置80%-100%負荷運行時出現多次不合格現象, 硫化氫含量遠高于液硫運輸所允許的安全裝運上限10ppm。
2 問題分析
針對液硫質量問題, 工藝技術人員對液硫相關參數進行分析:
從液流中H2S含量與液流溫度的關系圖看出:在120-180℃范圍內, 總硫化氫溶解度隨著溫度升高而急劇增加, 這條總硫化氫溶解度曲線經過寬闊的最高值, 一直延伸至385℃才下降, 至沸點444℃時, 溶解度為零。這種反?，F象是由于硫化氫和硫分子發生化學反應, 生成不穩定的多硫化氫, 隨著溫度升高促使該反應向右形成H2Sx進行。
在該廠硫磺回收裝置中, 經過一、二、三級硫冷器冷凝后流入液硫池的液硫, 大部分是從反應爐及一級轉化器中流出的, 由于流出溫度高和過程氣硫化氫分壓高, 一級硫冷凝器中產生的液硫含有大量的硫化氫, 且各級轉化器逐級降低。
綜上所述, 隨著溫度的升高, 液流中的多硫化氫H2Sx含量升高, 但對于物理溶解的H2S, 隨溫度的升高表現出降低的趨勢。根據實驗室實驗得出, 液硫中溶解的總硫化氫量是多硫化氫量和單硫化氫溶解量的總和, 因此在較高溫度所產生的液硫H2S含量要高于較低溫度的液硫, 這就是現在液硫脫氣效果差造成液硫硫化氫含量超高的原因。
3 調整報告
針對上述情況, 我們在硫磺回收裝置生產負荷上升至80%時, 對液硫脫氣效果及措施進行調整。由于液硫脫氣泵的脫氣循環量在裝置生產負荷為75%時已達到設定流量, 其攪動流量無法改變, 無法調整。液硫脫氣效果優化手段只有通過對各點溫度進行調整, 以摸索到液硫脫氣在不同裝置生產負荷下的關鍵溫度點。
3.1 調整原則:
(1) 控制末級硫冷器出口溫度在136~140℃, 保證硫化氫/二氧化硫比值分析儀的正常工作, 同時防止過多的單質硫帶入尾氣處理單元;
(2) 保證末級硫冷器和液硫冷卻器的鍋爐水介質溫度為118-120℃, 防止溫度過低末級硫冷器等出現液硫凝固, 溫度過高造成液硫換熱量不足及對尾氣溫度產生影響;
(3) 調整液硫冷卻器的鍋爐水介質上水閥, 調整硫磺換熱量, 設計溫度為132℃;
(3) 調整液硫池伴熱閥組, 調整液硫池伴熱量, 降低液硫池溫度, 設計溫度為138℃;
(4) 調整液硫池使用的伴熱蒸汽溫度, 改變伴熱蒸汽熱容量。
具體參數調整如下:
3.2 調整結果:
(1) 采取降低液硫池使用的伴熱蒸汽溫度, 將液硫池3個區12組伴熱由全開逐步調整至半開、1/3開甚至全關等兩項措施, 降低液硫池伴熱蒸汽的熱容量。
(2) 關小末級硫冷器和液硫冷卻器鍋爐上水, 增加液硫池液硫的換熱冷量。
經過4天的調整, 液硫中硫化氫含量已有最高時的45.52ppm降低至9.83ppm.液硫池溫度也由最高時的149.8℃降低至最低時的143.3℃.由此證明了液硫中硫化氫含量超高的原因為液硫池溫度過高。
4 結語
經過分析探討, 找到了該廠硫磺回收裝置液硫產品硫化氫含量超高的根本原因, 通過調整液硫池伴熱蒸汽的熱容量和液硫池液硫的換熱冷量, 降低了液硫池溫度, 成功解決了MAG脫氣工藝應用實例中液硫產品質量多次不合格的問題。
摘要：本文結合工程實例, 針對高含硫天然氣硫磺回收裝置中液硫脫氣部分, 采用Black&Veatch的專利MAG脫氣設施并結合液硫空氣鼓泡國內工藝, 脫除H2S后的液硫產品出現多次質量不合格的現象, 開展分析調整。
關鍵詞：MAG脫氣工藝,多硫化物,噴射器
參考文獻
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