焦炉气制甲醇装置精脱硫系统...床层阻力增大原因分析及对策_武秀伟.pdf
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1、收稿日期 修稿日期 作者简介 武秀伟(),女,山西霍州人,工程师。焦炉气制甲醇装置精脱硫系统一级加氢转化器催化剂床层阻力增大原因分析及对策武秀伟(山西焦化股份有限公司,山西 洪洞)摘 要 山西焦化股份有限公司 焦炉气制甲醇装置自 年 月投产以来,其精脱硫系统一级加氢转化器催化剂床层阻力大一直是生产中的一大难题。深入进行原因分析,在最近一次一级加氢转化器催化剂床层阻力增大后,当期先后采取了提温操作和停车处理的应急措施以降低其床层阻力,后续又有针对性地采取了多项防范措施,至 年 月,一级加氢转化器催化剂床层阻力大的问题得到有效改善,目前精脱硫系统运行稳定。同时,从长远考虑提出增设 台一级加氢转化器
2、的建议。关键词 焦炉气制甲醇装置;精脱硫系统;一级加氢转化器;催化剂床层阻力增大;原因分析;处理措施;防范措施中图分类号.文献标志码 文章编号 ()引 言山西焦化股份有限公司(简称山西焦化)甲醇厂 焦炉气制甲醇装置于 年 月投产,其精脱硫系统工艺流程为,焦化厂化产车间来的焦炉气(温度 )经 气柜储存缓冲后进入电捕焦油器,除去焦炉气夹带的焦油、氨、萘、苯等大部分有机物,然后进行湿法脱硫,之后经焦炉气压缩机(台,正常生产时两开一备)提压至.送至精脱硫系统,经油分离器、油过滤器(台,可并可串)除去焦炉气中的油水和杂质,并经换热器预热后,依次进入预加氢转化器(台,一开一备)、一级加氢转化器(台,无备)
3、、中温氧化锌脱硫槽、二级加氢转化器、中温氧化锌脱硫槽,将焦炉气中的有机硫转化为无机硫并予以脱除,控制精脱硫系统出口气总硫 ,为转化系统提供合格的原料气。山西焦化 甲醇装置自投产以来,其精脱硫系统一级加氢转化器催化剂床层阻力大一直是生产中的一大难题。一级加氢转化器设计运行周期为 ,实际运行周期最短.、最长.,严重制约着甲醇装置的长周期稳定运行。通过深入的原因分析,采取相应的处理措施并针对症结所在逐一制定预防措施后,一级加氢转化器催化剂床层阻力大的问题得到有效改善。以下对有关情况作一简介。一级加氢转化器运行状况山西焦化 甲醇装置精脱硫系统一级加氢转化器设计为 台(无备),转化器内装 有机铁钼加氢催
4、化剂 ,设计运行周期为 。生产中,已连续 每年 月出现一级加氢转化器催化剂床层阻力增大的现象。以最近一次为例,新装填的一炉铁钼加氢催化剂 年 月 日投运,至 年 月 日共运行了,一级加氢转化器催化剂床层阻力突然上涨,后其阻力升至.;月 日启用装填新催化剂的备用预加氢转化器(预加氢转化器),并对一级加氢转化器进行提温操作(将一级加氢转化器入口焦炉气温度提至 ,并将一级加氢转化器催化剂床层温度控制在 以下),以便对一级加氢转化器内积存的粉尘、焦油结炭等进行高温处理,提温操作后,一级加氢转化器催化剂床层阻力明显降低;月 日恢复一级加氢转化器入口焦炉气温度至 左右;年 月 日,一级加氢转化器催化剂床层
5、阻力再次上涨,至 月 日时涨至.,再次进行提温操作,一级加氢第 期 年 月中 氮 肥 .DOI:10.16612/ki.issn1004-9932.2023.02.018转化器入口焦炉气温度回归后,其催化剂床层阻力不再出现明显下降,至 月 日一级加氢转化器催化剂床层阻力再次上涨至.。一级加氢转化器投运初期(即催化剂床层阻力增大前)、阻力增大后、提温操作后恢复正常运行期间催化剂床层阻力(日均值)变化情况见表。表 一级加氢转化器催化剂床层阻力变化情况时 间床层阻力 床层温度 有机硫转化率 时 间床层阻力 床层温度 有机硫转化率.注:投运初期;阻力增大后;提温操作;入口焦炉气温度恢复正常;阻力再次增
6、大后;再次提温操作;入口焦炉气温度再次恢复正常。由表 可以看出:一级加氢转化器运行初期催化剂活性好,床层温度高,床层阻力约.,有机硫转化率在 以上;运行至 年 月 日(第 )时催化剂床层阻力开始快速上涨,时间内由.涨至.,催化剂床层温度快速降低 最大降幅达,有机硫转化率降至.;后切换为备用的装填新催化剂的预加氢转化器并对一级加氢转化器进行提温操作后,催化剂床层阻力降至约.;但降阻后不久一级加氢转化器催化剂床层阻力再次上涨,且再次提温操作后催化剂床层阻力不再下降。一级加氢转化器阻力增大原因分析以往在铁钼加氢催化剂处理过程中发现上层催化剂表面结焦严重,经分析,结焦物的主要成分为碳,对结焦原因进行深
7、入分析,具体如下。.焦炉气夹带杂质山西焦化焦化厂化产车间来的焦炉气主要由、和不饱和烃类物组成,焦炉气典型组分(均值)为.、.、.、.、.、.、.;另外,焦炉气还夹带着焦油、氨、萘、苯等杂质,主要杂质含量(均值)为焦油 、氨 。.焦炉气中焦油的影响据焦炉气组分分析数据,其杂质含量最高的是焦油,年 月 日 月 日焦化厂化产车间送来的焦炉气流量平均为 、焦油含量平均为 ,则运行 后焦炉气夹带进入精脱硫系统的焦油量为 .。进入精脱硫系统的.焦油,虽然大部分会被电捕焦油器捕获除去,但仍会有少量的焦油在精脱硫系统析出,若油分离器分离效果差,焦油就会被带入预加氢转化器、一级加氢转化器内,而焦油的主要成分是沥
8、青,沥青在 以上的高温下会凝结析炭,吸附在铁钼加氢催化剂表面,大量结炭造成催化剂结块,增大焦炉气的流通阻力,减少反应气与催化剂的接触面积,降低催化剂的活性,影响系统的正常运行。.焦炉气中氨的影响铁钼加氢催化剂的主要活性成分为 和,焦炉气中若夹带有氨,氨会与活性组分发生反应生成钼酸铵等盐类物=(),钼酸铵等盐类物覆盖在催化剂表面,堵塞焦炉气的流通通道,增大焦炉气的流通阻力,且随着氨的不断积聚焦炉气流通阻力逐渐增大;另外,钼酸铵等盐类物会造成设备腐蚀、损坏等。生产中,要求入精脱硫系统焦炉气中氨含量 ,超过此值需采取应急处理措施。.换热器换热效果差最近一次出现一级加氢转化器催化剂床层阻力增大现象时,
9、精脱硫系统换热器自上次清洗后已运行有,换热器内结垢严重,换热效果差,导致预加氢转化器入口焦炉气温度偏低,只有,焦炉气中夹带的焦油、萘等大部分杂质未提前结焦而被带入下游一级加氢转化器内,随着运行时间的延长,一级加氢转化器催化剂床层阻力逐渐增大。.精脱硫系统入口焦炉气温度高生产中,一级加氢转化器已连续 出现催化剂床层阻力增大的现象,且催化剂床层阻力增大问题均发生在当年 月,是全年中气温最高的时候,此时循环水上水温度一般达 ;由于循环水上水温度高,使得入精脱硫系统的焦炉气温度高达 ,焦炉气中杂质的溶解度随温度第 期武秀伟:焦炉气制甲醇装置精脱硫系统一级加氢转化器催化剂床层阻力增大原因分析及对策 升高
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