加压水煤浆气化生产氨醇工艺中的酸性气处理

［山西阳煤丰喜(集团)临猗分公司，山西 临猗  044100］

［中图分类号］ X 781［文献标识码］B［文章编号］1004-9932（2012）01-0016-01

基于甲醇市场长期疲软且价格波动较大，2009年我公司提出对400 kt/a甲醇装置进行改造，新增1套合成氨及尿素生产系统。改造工程于2010年7月完工并一次开车成功。新系统对低温甲醇洗脱硫后再生出来的低浓度酸性气的处理仍然采用我公司与山东淄博海川精细化工共同研发的选择氧化制硫新工艺——低浓度酸性气低温条件下硫磺回收工艺。现将其在改造工程中的应用情况介绍如下。

1 工艺流程

从低温甲醇洗热再生出来3 000 m³/h的酸性气（H₂S质量浓度75 g/m³）在配入6 000 m³/h的脱碳汽提气后，气体中H₂S质量浓度降至18～20 g/m³，再配入300～350 m³/h的仪表空气，进入酸性气预热器，被蒸汽加热到145 ℃进入反应器，在反应器中进行H₂S的选择氧化制硫反应（反应器有2层催化剂）。出反应器温度230～250 ℃的反应气体进入硫冷凝器，副产0.15 MPa的蒸汽（2.5 t/h），反应气温度降至130 ℃，进入有夹套蒸汽加热保温的硫分离器，分离硫磺后的尾气经循环水洗涤塔洗涤，再经分离器分离液滴后去烟囱高空放空。

2 生产控制要点

（1）空气添加量要满足工艺要求

该工艺的反应原理与克劳斯硫磺回收工艺原理不同，其反应原理如下

H₂S+1/2O₂        S+H₂O

由反应式可以看出配入的空气量很关键。从反应式计算可知，每氧化1 kg的H₂S理论需要1.57 m³的空气（空气中O₂体积分数按21%计），实际生产中空气要适当过量。正常生产中控制硫反应器入口O₂含量在1％左右，出口O₂含量在0.4%左右。

（2）温度控制要得当

根据制硫催化剂HS-35的使用条件可知，入口气体温度在130～220 ℃ 时催化剂具有活性，而床层热点温度一般控制在280～300 ℃。实际生产中活性温度控制得较低（145 ℃左右），催化剂床层热点温度在230～250 ℃，这样既可以延长催化剂的使用寿命，又可以控制较少量的SO₂生成。

（3）反应器入口酸性气H₂S含量控制适当

每氧化1％的H₂S就会造成绝热床层60 ℃的温升。如果入口酸性气H₂S的含量较高，反应所放出的热量又不能被及时移出，则必然造成催化剂床层超温，使催化剂的使用寿命大打折扣，与此同时还会造成副反应加剧，使尾气排放不达标。日常生产中在保证这两方面正常的前提下，提高酸性气中H₂S的含量对节约外用蒸汽具有一定的意义。

3 该工艺的优点