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影响气体脱硫因素分析及对策

影响气体脱硫效果因素分析及对策

李俸禄赵金涛王力锋

气分MTBE车间

1 前言

干气、低压瓦斯脱硫系统分别于2006年、2007年投用,处理量为5万吨/年,装置操作弹性为±20%。干气原料中设计H2S含量为1.51%(mol%),低压瓦斯原料中H2S含量为12000ppm,干气、低压瓦斯脱硫系统设计剂液比(贫液/瓦斯气)为2/1,贫液中N-甲基二乙醇胺含量不得低于25%,H2S含量不得高于0.6g/l,贫液进装置温度在40℃以下,要求净化后干气、低压瓦斯H2S不大于20mg/Nm3。低压瓦斯脱硫是基于满足《10万吨/年C3+、H2回收装置》来进行建设的;干气脱硫主要用来脱除催化干气中的硫化氢,以达到碳三装置膜分离原料性质及燃料气指标要求,降低硫对设备的腐蚀,减少对环境的污染。

2 气体脱硫方法及原理

2.1 气体脱硫方法

气体脱硫方法主要有干法脱硫和湿法脱硫两种。干法脱硫使用固定吸附剂吸附原理,适用于处理含微量硫化氢的气体,脱后硫化氢含量可降低到1ppm以下。湿法脱硫利用吸附剂吸收硫化氢的特点,有化学吸收、物理吸收等方法。湿式脱硫精制效果较干式脱硫差,但处理能力大、能连续操作、且运行成本低,因此,湿式脱硫在石化行业应用比较广泛。

化学吸收法就是利用碱性溶液对硫化氢进行化学吸收,首先在常温下结合生成络盐,然后用升温或减压的方式分解络盐,释放出硫化氢制硫。化学吸附剂大致有两类:一类是醇胺类,另一类是碱性盐类。乙醇胺溶液反应能力强、稳定性好、且易回收,所以工业上一般使用乙醇胺溶液,由于一乙醇胺能和羰基硫反应但不能再生,而炼厂气中通常含有羰基硫,另外不同类型的醇胺其电离的碱性程度不同,碱性越强再生稳定性反而越差,所以工业上一般选用二乙醇胺溶液作为吸收剂脱除硫化氢。

2.2 胺脱硫化氢原理

按照反应热力学原理,胺脱反应进行的深度,取决于醇胺水溶液电离所能提供的活泼碱性离子的浓度和强度。乙醇胺是一种弱的有机碱,碱性随温度的升高而减弱,以N-甲基二乙醇胺为例,其反应如下:

脱除硫化氢反应 CH3N(CH2CH2OH)2+H2S <=> CH3N(CH2CH2OH)HS+H2O

CH3N(CH2CH2OH)HS+H2S <=> CH3N(CH2CH2)2S+H2O

脱除二氧化碳反应 CH3N(CH2CH2OH)2+CO2+H2O <=> CH3N(CH2CH2OH)HCO3

CH3N(CH2CH2OH)HCO3+CO2+H2O <=> CH3N(CH2CH2OH)2CO3

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