CN106890568A - 一种羰基硫水解器及其开车工艺 - Google Patents

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李长海
郭云飞
李昭
顿小宝
张林涛
张向涛
杨科
张维贤
王凯
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8603—Removing sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/308—Carbonoxysulfide COS

Abstract

本发明公开了一种羰基硫水解器及其开车工艺，在原料气管道上接入氮气置换管道，利用氮气作为传热介质，氮气通过水解器入口加热器加热后升温至190℃左右，高温氮气流经羰基硫水解器对水解器催化剂的升温至140℃左右，来实现羰基硫水解器的在线、快速开车，减少了大量的人力，节省了大量生产成本。

Description

一种羰基硫水解器及其开车工艺
技术领域
本发明涉及IGCC电站脱硫领域或类似煤化工脱硫领域，具体涉及一种羰基硫水解器及其开车工艺。
背景技术
羰基硫水解器在煤化工和IGCC电站脱硫领域是套重要装置，其功能是将原料气中的羰基硫(COS)水解为易被脱硫剂吸收的硫化氢，羰基硫水解器使用的催化剂反应温度在140℃以上才具有较高活性，因此处理原料气前，需将水解器催化剂的温度升至140℃，传统的开车方法是利用氮气作为传热介质，电加热器作为热源，开工循环风机作为动力进行循环升温。具体工艺流程是循环气体→循环风机→水解气/燃料气换热器(壳程)→开工加热器→水解器A/B→水解气/燃料气换热器(管程)→水解器冷却器(管程)→循环风机。这种启动方法加热前先人工将开工加热器及循环风机进、出口处4个八字盲板导通，将羰基硫水解器运行工况转变为启动工况，通过电加热器和循环风机加热催化剂至140℃后，再人工将开工加热器及循环风机进、出口处4个八字盲板导盲，将羰基硫水解器启动工况转变为运行工况。每次切换八字盲板需对盲板法兰处进行气密性试验。这种启动方式操作繁琐，启动时间长，耗费人工成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种在线、简单、快速的羰基硫水解器及其开车工艺。
为达到上述目的，本发明的羰基硫水解器：包括与原料气/工艺气换热器入口相连的原料气或N2置换管线，原料气/工艺气换热器的出口经管路依次与工艺气冷却器、工艺气分离器相连，工艺气分离器的出口与原料气/工艺气换热器的另一入口相连，原料气/工艺气换热器的另一出口与水解器加热器的入口相连，经水解器加热器加热后的工质经管路与羰基硫水解器组相连，羰基硫水解器组的出口经管路依次与水解气/燃料气换热器、水解气冷却器及吸收塔的入口相连，吸收塔的出口经管路与水解气/燃料气换热器的另一入口相连，水解气/燃料气换热器的另一出口去火炬放空。
所述的水解器加热器采用中压蒸汽换热。
所述的羰基硫水解器组由两台并联的羰基硫水解器组成。
本发明的羰基硫水解器的开车工艺包括以下步骤：
首先，在原料气管道进入脱硫系统前增设N2置换管道采用N2作为传热介质，氮气流经燃料气/工艺气换热器壳程后进入工艺气冷却器的管程，从工艺气冷却器管程出来后的氮气进入工艺气分离器，氮气流经工艺气分离器后进入燃料气/工艺气换热器管程再进入水解器加热器与水解器加热器的中压蒸汽进行换热加热至190℃左右；
然后，高温氮气从上到下流经羰基硫水解器对羰基硫水解器内的催化剂升温，与羰基硫水解器催化剂交换过热量后的低温氮气从羰基硫水解器底部出来进入水解气/燃料气换热器，再经过水解器冷却器冷却至50℃以下进入吸收塔；
最后，从吸收塔顶部出来的氮气最后经过水解气/燃料气换热器后排入火炬系统，直至羰基硫水解器下层催化剂温度达到140℃左右，关闭氮气置换管线的氮气进气、水解器加热器的中压蒸汽进汽和火炬排空，即完成羰基硫水解器的开车。
所述的N2置换管道的氮气采用化炉开车初期空分系统产生外排的氮气
其流量为300-400Nm3/h，压力0.4-0.6MPa。
所述的氮气在进入水解器加热器前均为氮气自身换热，其压力、温度、流量不变。
所述的水解器加热器的中压蒸汽的温度大于250℃，压力大于4MPa，通过控制中压蒸汽量来控制水解器加热器出口氮气的温度。
本发明在脱硫系统原料气管道上接入一氮气置换管道，利用高压氮气作为传热介质，氮气通过水解器加热器加热后升温至190℃左右，高温氮气流经羰基硫水解器来实现对羰基硫水解器催化剂的升温。与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：操作简单方便，无需切换系统，传统设计开车前需要人工将4个八字盲板导通，然后对盲板法兰处进行气密性试验。羰基硫水解器升温后，人工再将八字盲板导盲，再次对盲板法兰处进行气密性试验。而本发明无需切换系统，操作非常简单。且本发明开车方式启动时间快，传统设计中由于需要切换系统，做气密性试验，启动开工循环风机和开工电加热器，整个羰基硫水解器启动耗时72小时以上。采用本发明的开车方式后，羰基硫水解器的启动时间控制在30小时以内。
附图说明
图1为本发明系统结构及工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明羰基硫水解器，包括与原料气/工艺气换热器3入口相连的原料气1或N2置换管线2，原料气/工艺气换热器3的出口经管路依次与工艺气冷却器4、工艺气分离器5相连，工艺气分离器5的出口与原料气/工艺气换热器3的另一入口相连，原料气/工艺气换热器3的另一出口与水解器加热器10的入口相连，水解器加热器10采用中压蒸汽换热，经水解器加热器10加热后的工质经管路与两台并联的羰基硫水解器9-1、9-2相连，羰基硫水解器9-1、9-2的出口经管路依次与水解气/燃料气换热器8、水解气冷却器7及吸收塔6的入口相连，吸收塔6的出口经管路与水解气/燃料气换热器8的另一入口相连，水解气/燃料气换热器8的另一出口去火炬放空。
参见图1，本发明羰基硫水解器的开车工艺，包括以下步骤：
首先，在原料气1管道进入脱硫系统前增设N2置换管道2采用N2作为传热介质，N2置换管道2的氮气采用化炉开车初期空分系统产生外排的氮气，其流量为300-400Nm3/h，压力0.4-0.6MPa(温度即氮气管线的温度10℃)。氮气流经燃料气/工艺气换热器3壳程后进入工艺气冷却器4的管程，从工艺气冷却器4管程出来后的氮气进入工艺气分离器5，氮气流经工艺气分离器5后进入燃料气/工艺气换热器3管程再进入水解器加热器10与水解器加热器的中压蒸汽进行换热加热至190℃左右，在进入水解器加热器10前都是氮气自身换热，氮气压力、温度、流量不会变化，投运水解器加热器10的中压蒸汽(温度大于250℃，压力大于4MPa)，通过控制中压蒸汽量来控制水解器加热器10出口氮气的温度。
然后，高温氮气从上到下流经羰基硫水解器对羰基硫水解器内的催化剂升温，与羰基硫水解器催化剂交换过热量后的低温氮气从羰基硫水解器底部出来进入水解气/燃料气换热器8，再经过水解器冷却器7冷却至50℃以下进入吸收塔6。
最后，从吸收塔6顶部出来的氮气最后经过水解气/燃料气换热器8后排入火炬系统，直至羰基硫水解器下层催化剂温度达到140℃左右，关闭氮气置换管线2的氮气进气、水解器加热器10的中压蒸汽进汽和火炬排空，即完成羰基硫水解器的开车。
本发明极大地节约了生产成本，整个开车过程只需值班员程控操作，不需要大量人工现场操作。开车过程中所用的氮气是空分开车过程中产生无法利用的氮气，所以整个开车过程的能耗就是中压蒸汽，相对于传统开车方式能耗将大大降低。由于开车时间短，为整个煤化工生产线迅速开车节约了大量成本。

Claims (7)

1.一种羰基硫水解器，其特征在于：包括与原料气/工艺气换热器(3)入口相连的原料气(1)或N2置换管线(2)，原料气/工艺气换热器(3)的出口经管路依次与工艺气冷却器(4)、工艺气分离器(5)相连，工艺气分离器(5)的出口与原料气/工艺气换热器(3)的另一入口相连，原料气/工艺气换热器(3)的另一出口与水解器加热器(10)的入口相连，经水解器加热器(10)加热后的工质经管路与羰基硫水解器组相连，羰基硫水解器组的出口经管路依次与水解气/燃料气换热器(8)、水解气冷却器(7)及吸收塔(6)的入口相连，吸收塔(6)的出口经管路与水解气/燃料气换热器(8)的另一入口相连，水解气/燃料气换热器(8)的另一出口去火炬放空。
2.根据权利要求1所述的羰基硫水解器，其特征在于：所述的水解器加热器(10)采用中压蒸汽换热。
3.根据权利要求1所述的羰基硫水解器，其特征在于：所述的羰基硫水解器组由两台并联的羰基硫水解器组成。
4.一种羰基硫水解器的开车工艺，其特征在于：
首先，在原料气(1)管道进入脱硫系统前增设N2置换管道(2)采用N2作为传热介质，氮气流经燃料气/工艺气换热器(3)壳程后进入工艺气冷却器(4)的管程，从工艺气冷却器(4)管程出来后的氮气进入工艺气分离器(5)，氮气流经工艺气分离器(5)后进入燃料气/工艺气换热器(3)管程再进入水解器加热器(10)与水解器加热器的中压蒸汽进行换热加热至190℃左右；
然后，高温氮气从上到下流经羰基硫水解器对羰基硫水解器内的催化剂升温，与羰基硫水解器催化剂交换过热量后的低温氮气从羰基硫水解器底部出来进入水解气/燃料气换热器(8)，再经过水解器冷却器(7)冷却至50℃以下进入吸收塔(6)；
最后，从吸收塔(6)顶部出来的氮气最后经过水解气/燃料气换热器(8)后排入火炬系统，直至羰基硫水解器下层催化剂温度达到140℃左右，关闭氮气置换管线(2)的氮气进气、水解器加热器(10)的中压蒸汽进汽和火炬排空，即完成羰基硫水解器的开车。
5.一种如权利要求4所述的羰基硫水解器的开车工艺，其特征在于：所述的N2置换管道(2)的氮气采用化炉开车初期空分系统产生外排的氮气其流量为300-400Nm3/h，压力0.4-0.6MPa。
6.一种如权利要求4所述的羰基硫水解器的开车工艺，其特征在于：所述的氮气在进入水解器加热器(10)前均为氮气自身换热，其压力、温度、流量不变。
7.一种如权利要求4所述的羰基硫水解器的开车工艺，其特征在于：所述的水解器加热器(10)的中压蒸汽的温度大于250℃，压力大于4MPa，通过控制中压蒸汽量来控制水解器加热器(10)出口氮气的温度。
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