刘保林，姚丽江，路嘉，成庆
（河北金牛旭阳化工有限公司，河北 邢台054000）
［摘 要］河北金牛旭阳化工有限公司200 kt/a焦炉气制甲醇装置甲烷转化系统后设有2台常温氧化锌脱硫槽（一开一备），自2009年6月投产以来一直存在新更换的脱硫剂投用约半个月即出现硫穿透而致出口工艺气总硫含量超标等问题。基于2019—2020年10槽常温氧化锌脱硫剂使用情况进行分析，认为是系统流程设计存在缺陷（工艺气中的饱和水冷凝析出严重影响脱硫剂的正常使用）及设计空速偏大所致。2022年8月甲醇装置大修期间实施增设1台列管换热器（加热脱硫槽进口气）及2022年初增加约8 m3的脱硫剂装填量（降低空速）等优化改进后，确保了脱硫效果，常温氧化锌脱硫剂的有效使用时间大大延长，降低了脱硫成本。
［关键词］焦炉气制甲醇装置；常温氧化锌脱硫剂；脱硫效果差；原因分析；工艺流程不合理；设计空速偏大；优化改进
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）03-0053-03
0 引 言
河北金牛旭阳化工有限公司（简称金牛旭阳）200 kt/a焦炉气制甲醇装置于2009年6月1日投产，其主要生产工艺为焦炉气压缩、精脱硫、甲烷转化、甲醇合成、甲醇精馏。其中，工艺气的脱硫除了精脱硫系统外，在甲烷转化系统之后还设计有2台常温氧化锌脱硫槽（A/B，一开一备），单台脱硫槽设计氧化锌脱硫剂装填量20 m3，其主要作用是将工艺气中残存的少量硫进一步予以脱除，使工艺气总硫含量≤0.1×10-6，以保证甲醇合成塔入口工艺气硫含量合格，防止甲醇合成催化剂发生硫中毒而活性下降或失活。自投产以来，常温氧化锌脱硫槽运行中一直存在异常——新更换的脱硫剂投用半月时间即出现硫穿透［即出口工艺气总硫（工艺气经转化炉高温热解后几乎不再含有机硫，主要为硫化氢）超过0.1×10-6］，脱硫剂使用时间短且远未达到其设计硫容，即脱硫剂使用远未达到设计要求和预期使用寿命，不但脱硫效果不能保证，频繁更换脱硫剂还大大增加了脱硫成本。因此，有必要对存在的问题进行原因分析，采取措施提升常温氧化锌脱硫槽的脱硫效果，以满足生产需求。以下对有关情况作一简介。
1 常温氧化锌脱硫剂使用情况分析
2019—2020年常温氧化锌脱硫剂使用情况见表1。可以看出：2019年2月—2020年12月，共计使用常温氧化锌脱硫剂10槽，其中，有3槽使用时间约1个月、有3槽使用时间约2个月、有3槽使用时间约3个月、有1槽使用时间约4个月；常温氧化锌脱硫槽作为确保甲醇合成塔入口气总硫含量合格的最后一关，若按设计要求的常温氧化锌脱硫槽出口气总硫≤0.1×10-6，常温氧化锌脱硫剂的有效使用时间平均仅约半个月，最短的投用3 d即出现硫穿透。
查阅常温氧化锌脱硫槽入口气总硫含量分析数据，平均约为0.4×10-6；工艺气量按设计负荷78 000 m3/h计，常温氧化锌脱硫剂投用15 d吸收的总硫约为16.8 kg、投用1个月吸收的总硫约为33 kg。而依据脱硫剂厂家提供的硫容数据，常温氧化锌脱硫剂的设计硫容＞10%，即使硫容按2%计算，单槽20 m3的脱硫剂亦可吸收硫约400 kg。可见，常温氧化锌脱硫槽出口出现硫穿透时，脱硫剂的硫容远未达到饱和，还有很大的脱硫空间，换言之，常温氧化锌脱硫剂在很短的时间内就发生了硫穿透，并非是其吸收了足够的硫或硫容饱和所致。
2019年5月27日—2019年9月30日投用的B槽常温氧化锌脱硫剂是这10槽脱硫剂中使用状况最好的，从投用至硫穿透历时90 d，对其进行单独分析：查阅这90 d内的分析数据，精脱硫系统出口气总硫≤0.1×10-6，亦即常温氧化锌脱硫槽进口气硫含量较低；自2019年8月25日精脱硫系统出口气总硫出现超标后，不久之后常温氧化锌脱硫槽出口气总硫＞0.1×10-6，由此可见，本槽常温氧化锌脱硫剂硫穿透用时大大高于其他各槽的平均约15 d，主要还是得益于精脱硫系统的良好运行状态，一旦精脱硫系统出口气总硫＞0.1×10-6，常温氧化锌脱硫槽出口气随之就会出现硫穿透。
总之，从上述10槽常温氧化锌脱硫剂的使用情况看，常温氧化锌脱硫槽的脱硫效果较差，远未达到设计要求，且抵御进口气总硫含量波动的能力很弱——只要精脱硫系统出口气总硫含量轻微超标，常温氧化锌脱硫槽出口气总硫含量很快就会超标，起不到脱除残存少量硫的作用。
2 常温氧化锌脱硫剂脱硫效果差的原因分析
2.1 工艺流程不合理
更多内容详见《中氮肥》2023年第3期