脱硫工艺说明.docx

工艺说明书140#装置粗脱硫精脱苯项目名称：项目代码：0工艺包设计版次文件说明日期编制校对审核审定1 工艺原理及特点 12 主要工艺操作条件 23 工艺流程说明 31 工艺原理及特点兰炭尾气组成十分复杂，经前系统处理后还含有较高的硫(H2S和有机硫)和苯等而硫和苯对甲烷化催 化剂都有毒害作用，因此，本工序采用常温氧化铁进行粗脱硫和变温吸附脱除苯常温氧化铁脱硫，脱硫剂呈碱性,Fe203.H20+3H2S -Fe2S3.H20+3H20 碱性条件下脱硫化氢的反应历 程如下：a.H2S由气相主体扩散到氧化铁颗粒外表面；b. H2S溶于表面水膜中并解离成HS： 离子；c. HS 一、置换水合氧化铁的晶格氧生成Fe2S3、H2O,同时晶形产生相应的变化；d.表层新生的硫化物与里层的氧 化铁进行界面反应，使表面更新，生成的硫化物在有氧存在的条件下析出硫磺，使脱硫剂恢复了脱硫能力Fe2S3.H2O +3/2O2 -Fe2O3.H2O+3S通常，常温氧化铁脱硫过程气体线速度低，外扩散因素起控制作用传质系数Kz.a正比于Re的0.21次方 对粒状脱硫剂来说其活性也与内扩散因素有关大分子物质吸附剂上吸附后呈毛细凝聚现象，附着能力较强，采用常压解吸方法很困难，只有采用升温 措施才能使其从吸附剂上彻底解吸出来。

脱萘及焦油和苯系统的再生源具有两个可选择的热载体，一是本TSA 装置的净化气体(主要成分是H2、N2、CH4、CO、CO2等)，利用过热蒸汽加热后进入脱苯器作为再生热源； 另一热源为过热蒸汽，直接通入脱萘塔作为再生热源加热再生后的脱苯器用湿法脱硫后的净化气体冷吹，冷 吹后的气体由于含有焦油、萘、苯一级硫化物等杂质，用电捕焦油器将气体中焦油捕集下来后，气体送出界 区回到气柜本装置选用先进的现场仪表配合先进的 PLC 控制系统完成过程检测和控制设计该方案具有较高的性 价比技术先进、可靠且功能强大，自动化程度高，可大量减少人工的操作和维护本装置采用连续封闭式的兰炭尾气 TSA 净化先进工艺，具有能耗低、产品质量好、 “三废”排放量少等特 点对再生气等的回收利用，均采用先进成熟的工艺技术， 变废为宝，充分利用资源，节约能源本装置无 论是从生产原料路线还是工艺技术路线，以及综合利用等方面均符合清洁生产的要求本装置由3台兰炭尾气脱苯器、1台再生气加热器、1台开车电加热器及配套设施组成 本装置有如下特点： (1)在流程上：在保证煤气净化精度的同时减少再生气用量，再生气用量通常小于等 于 2500Nm3/h。

(2)在吸附剂上：吸附剂有很高的吸附能力，同时再生非常容易长期使用性能稳定，在设计 工况下使用寿命1~3年3)在控制系统上：采用DCS控制系统对整个流程进行全自动监控，提高了装置运行的可靠性，减少了人工成 本关键的升压过程和降压过程采用智能的自适应调节控制模式， 保证脱苯器的压力变化过程自动接近于理想压 力曲线， 保证吸附、 解吸过程的平稳和降低管道气流噪音4)在设备上：脱苯器采用 JB4732 进行应力分析计 算和设计，所有设备设计寿命20年 (5) 在程控阀门上：作为关键设备的程控阀，应体积小、动作快、密封性能 好、寿命长，达到 100万次开关无泄漏(商务保证水平)的先进水平2 主要工艺操作条件 常温脱硫：A、 温度，常温脱硫，操作温度25°C到35°C，主要脱除H2S，生成物Fe2S3.H20对于常温脱H2S而言，只要脱硫剂 能保证足够的水含量，宜采用较高的操作温度；B、 压力 压力咼时，允许空速咼，设备小；C、 气体通过床层的线速度增大线速度，催化剂活性提高但是，随着气体线速度的增加，床层的阻力上升；D、 脱硫剂的碱度_常温氧化铁脱硫过程中有一个重要步骤，就是H2S在脱硫剂表面水膜中的解离，根据不同的PH 可计算出H2S和HS—的解离度，其解离度对随PH值增大而增大。

故碱度对脱硫剂活性的影响实质上是对HS-解离为 HS-的影响PH增加，HS-越高，脱硫反应进行的越快、越彻底通常，为维持脱硫剂的碱度，除在制备、制造 脱硫剂是加碱之外，要求气体中含有碱性物质E、 脱硫剂的水分含量 不同的脱硫剂，最适宜含水量的数值也不一样但不论哪种氧化铁脱硫剂都要求一定的 含水量，干燥的无碱脱硫剂几乎没有脱硫活性若含水量太大，会使毛孔发生水封现象，使H2S向孔内部的扩散 发生困难，从而降低活性；F、 脱硫剂的物理特性a粒度：孔扩散显著地影响脱硫过程的进行，脱硫剂粒度在1到2mm时，孔扩散阻力基本排— 3 / 4 —除，改变粒度不影响穿透空速B比表面脱硫剂的比表面越大，穿透硫容越高；c孔径孔径要细，孔径分布在 130到300入较好G气体中氧含量通常，气体中没有氧存在时，脱硫和再生是分开进行的，失效的需经多次切气，同空气再生方能 继续使用，此时脱硫剂的首次工作硫容并不高当气体中有氧存在时，在脱硫的同时就有再生反应'e2S3.H20 +3/202-Fe203.H20+3S气体中的氧含量越高，Fe2S3.H20存在的时间就越短，脱硫与再生过程的连续性就越 好H、 气体中水含量实验证明，温度在20°C到60°C范围内，只要气体水蒸气含量接近饱和状态的数值，TG型脱硫 剂的水含量就能保持在7.35到9.05之间，符合最适宜含水量的要求，可以不另加水。

J、气体中C02的含量虽然活性氧化铁与H2S的反应具有很高的选择性，由于C02在脱硫剂表面碱性液膜中的溶解 能降低脱硫剂的PH值，因而气体中含有C02能降低脱硫剂的活性I、 气体中的HC N含量HCN与氧化铁进行不可逆反应，因而引起脱硫剂的损失在用氧化铁脱硫之前应除去其中 的 HCNH、气体中焦油含量净化前应尽可能完全地除去气体中的焦油，以防止脱硫剂床层的沾污和堵塞通常，要求 废氧化物(即失活的脱硫剂)中焦油含量不超过1-1.5%3 工艺流程说明工艺流程说明(详见流程图)兰炭尾气在70C, 3.0MPa(G)下以5000m3 (标)/h流量由上而下进入粗脱硫装置，经常温氧化铁脱硫 塔, H2S降至Img/Nm3，然后进入精脱苯装置，将苯和氨脱除到10mg/m3 (标)，其中3台脱苯器同时进料，压力 为3.0MPa (G)的兰炭尾气由下而上进入脱苯器，直到净化气体中苯和氨含量达到10mg/m3 (标)后切除，进 行再生利用脱苯器后的净化气或液化装置来氢氮气(液化装置开车后)以下简称再生气被加热至250C左右 对脱苯器内吸附剂进行再生再生废气收集后去界区外作为燃料工作时，始终有2个脱苯器处于吸附杂质状态，一个脱苯器处于再生状态。

脱苯器的再生包括：降压解吸、 加热冲洗、常温冲洗和升压等步序，具体的步序过程描述如下：a) 吸附净化过程来自压缩工序的兰炭尾气经粗脱硫罐后自塔底进入脱苯器，正处于吸附状态的TSA脱苯器，在吸附剂的选 择吸附下，苯和氨等被吸附剂吸附下来当TSA脱苯器吸附苯和氨饱和后即转入再生过程b) 降压解吸在吸附过程结束后，打开脱苯器底部的解吸气程控阀，逆着吸附方向，使脱苯器的压力从 3.0MPa(G)降低到0.05MPa(G)以下，此时，部分被吸附的杂质因为压力的下降而解吸出来，这部分再生气排到 再生系统利用c) 加热冲洗再生降压过程结束后，用再生气经蒸汽加热器加热至200—220C后，逆着吸附方向吹扫吸附层，使吸附的杂 质在加温和降低分压的双重作用下得以完全解吸出来，再生气排到界区外作为燃料d) 常温冲洗再生在吸附剂加热冲洗再生完毕后，停止加热再生气，继续 用再生气逆着吸附方向吹扫吸附床 层，使之冷却至吸附温度常温冲洗再生过程产生的再生气也排到界区外作为燃料e) 升压过程在常温冲洗再生过程结束后，用处理后的净化兰炭尾气逆着吸附方向将TSA脱苯器加压至吸附压力3.0MPa(G)，至此TSA脱苯器就又可以进行下一次吸附了。

三个TSA脱苯器交替重复以上的吸附-再生过程， 即可实现兰炭尾气的连续净化4 设备清单设备类型国内订货 冶/套）国外订 货合计冶/套）备注（台/脱苯器33包括电磁阀等附属设施成套供 货换热器11电加热器11总计514计4 工艺节能、节水（1）蒸汽加热器和蒸汽加热器需要使用蒸汽加热，冷凝液回锅炉房循环利用 除焦需要 用脱盐水，为间断用量，除焦污水通过集焦池收集后送往污水站5 安全与卫生5.1 生产过程中主要物料的危险、危害分析5.1.1 火灾、爆炸危险物料 本工段涉及的危险化学品基本为易燃、易爆物质，主要为兰炭尾 气根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008的规定，主要生产装置火灾危险性分类为甲类5.1.2 毒性物料兰炭尾气中一氧化碳的含量较高，为II级高度危害物质一氧化碳是无色、无 臭、无味的气体，一旦进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能 与氧气结 合，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡5.2 生产过程中的其它危害分析 本项目可能出现作业人员伤亡的其它危险、有害因素包括： 触电，机械伤害、高处坠落、起重伤害、车辆伤害、物体打击、高温烫伤、噪声、电离辐射等。

危险物料爆炸、火灾、中毒和腐蚀危险因素一览表表 5-1序 号物料 名称分子 量熔点°C沸点 C闪点 C燃点 C爆炸极限（V%）毒性火险 分类爆炸 级组国家卫牛标 准备注上限下限1焦炉 气11.437.14.7甲dUCT1H2S<10mg/nrCO<30mg/m易燃、易爆，有 ; 害H2S、COII级高度危害。