采用HPF脱硫工艺对焦化厂煤气净化处理

莱钢焦化厂煤气净化系统优化改造

  1. 前言
莱钢焦化厂5#、6#焦炉配套建成的120万t煤气净化系统,由于场地狭窄等原因,设计采用了水洗氨工艺流程。荒煤气经初冷器冷却后进入旋分捕雾器除油雾,经煤气鼓风机加压后入洗氨塔洗氨冷却,洗苯后作为净煤气输送用户。该工艺没有脱硫工序,不符合环保要求及后序煤气用户对煤气质量的要求。为此,选用HPF 脱硫工艺,并根据工艺需要增上电捕焦油器,增加配套硫铵工艺,将洗氨塔改造为终冷塔,形成了包含初冷、鼓风机、电捕焦油器、脱硫、硫铵、洗苯脱苯的完整工艺,提高了净煤气质量,降低了粗苯工段腐蚀率,提高了粗苯蒸馏系统的开工率。
2. 改造思路
1)增上HPF脱硫工艺。
2)增上电捕焦油器。原工艺设有的旋分捕雾器,捕雾效率一般在60%~70%,难以满足HPF脱硫要求,煤气中含焦油过多易导致脱硫催化剂中毒,从而影响脱硫效率。电捕焦油器捕雾效率能达到99.5%以上,煤气经电捕焦油器除焦油雾后能较好的满足工艺要求。鉴于煤气系统无法停运,负压系统带压开口较危险,特将电捕焦油器设置在正压系统。
3)淘汰水洗氨工艺,配套增上硫铵工艺。水洗氨工艺生产落后,洗氨效率低,煤气质量差,该工艺自身设备腐蚀严重,后序设备氨腐蚀严重。水洗氨工艺能耗高,工艺不合理。HPF脱硫工艺与水洗氨工艺配套存在巨大弊端。即为了提高脱硫过程中的氨硫比,保证脱硫效率,必须将脱硫后煤气中的氨气经水洗、蒸馏后再回兑到脱硫前的煤气中,促成氨循环,净增运行成本。同时水洗氨工艺产生5t/h的废水,加重了节能减排的压力。基于以上分析,将水洗氨工艺改造成硫铵工艺。
4)HPF脱硫工艺配套上硫铵工艺后,洗氨改终冷工艺。基于HPF脱硫工艺与水洗氨工艺配套存在较大弊端,配套上硫铵工艺,煤气经饱和器除氨后温度高达 50~55 ℃,直接洗苯会导致洗苯效率降低,影响苯族烃回收,导致化产品收率降低,为此,根据洗氨塔结构特点将其改造为终冷工艺。
3. 改造方法
1)投资5300余万元增上电捕焦油器,HPF脱硫工艺及配套硫铵工艺。
2)洗氨改终冷工艺。经过对洗氨塔和终冷塔结构及配套工艺进行分析,洗氨塔完全可改造为终冷塔,将原洗氨塔一段喷洒改造为两段喷洒,在上段喷洒设计新的喷洒装置改造后,终冷塔分为两段喷洒,喷洒下的溶液集结于塔底,终冷循环泵和半富氨水泵分别抽塔底进入各换热器进行冷却,终冷循环泵后冷却的循环液打到塔中部进行喷洒,半富氨水泵后冷却的循环液打到塔顶进行喷洒,多余废水从终冷循环泵后打入浮选机,满后流入机械化澄清槽。为保证煤气出口温度满足工艺要求,将上段喷洒液增大冷却器换热面积,循环液全部采用低温水冷却。
3)旋分捕雾器增设旁通管。配套脱硫、硫铵项目同时配有电捕,投运后形成了完整的煤气净化回收工艺,旋分捕雾器主要功能与电捕焦油器重合,旋分捕雾器正常运行阻力为1.5~1.8kPa,是电捕焦油器的3~5倍,增加电捕后,取消旋分捕雾器不会对鼓风机安全运行造成影响。莱钢焦化厂通过优化运行模式,利用停产机会对旋分捕雾器增设旁通管,将机前吸力自动调节翻板由旋分捕雾器后迁移至旋分捕雾器前,在保证工艺运行情况下,降低系统阻力1.5~1.8 kPa,从而降低了鼓风机电耗。
4. 改造效果
改造后,120万t煤气净化系统形成了较为完整合理的工艺,满足了环保要求,脱硫脱氨效果大大提高,降低了粗苯工段腐蚀率,提高了粗苯蒸馏系统的开工率及净煤气质量。降低了鼓风机电耗,年节电39万余kW·h,同时保证了煤气系统安全运行。