炼油厂制氢主要采用以轻烃为原料的水蒸汽转化法。为了降低制氢的原料成本,提高炼油厂干气的利用价值,近年来制氢装置陆续转向以炼油厂干气为原料,目前多用焦化干气。焦化干气的精制首先在脱硫装置经普通胺法脱去大部分h2s,但净化气中残存的有机硫仍然相当高,一般为300~500mg/立方米,且含有较多的烯烃,若作为蒸汽转化制氢的原料或合成气的原料,必须进行再精制。
江苏武进第五化工厂独立开发的新型sds系列高效脱硫剂在胺溶剂中还加入了高沸点的有机硫脱除剂及多种助剂。sds脱硫剂能在基本全部脱掉h2s的基础上,进一步脱除各种形态的有机硫。通常选择性脱硫用甲基二乙醇胺(mdea)作溶剂,主要脱除h2s,脱有机硫的效果差,有机硫脱硫率约5%~35%。而sds溶剂是一种脱总硫的高效脱硫剂,可使干气中残存的h2s小于30mg/立方米,残存的有机硫小于60mg/立方米。
sds高效脱硫剂在清华大学化工系小试装置取得良好的结果后,在任丘炼厂催化裂化干气、液化气脱硫装置进行了约1年多的半工业试验,取得了良好的结果。2002年9月,中石化荆门分公司焦化干气脱硫装置进行了工业应用,取得成功。
荆门公司焦化干气胺法脱硫装置,是70万t/年延迟焦化装置干气脱硫的配套设施。装置溶剂循环系统中溶液总藏量为50t,平均胺液含量约42%。2002年9月10日,退出原使用的胺液16t,同时补入sds新溶剂14t,sds剂约占系统总溶剂量的50%。装置于9月12日和13日进行标定。从标定数据看出,有机硫脱除率在86%以上,净化气中残留的总硫为60.78mg/立方米;h2s 2.6mg/立方米。sds的加入,基本达到了预期脱硫效率。标定后半年的运行数据表明,正常操作条件下,净化干气总硫含量基本为20~50mg/立方米。碱、水洗仅作为脱硫事故时的备用脱硫手段,正常状态下不运行。后精制的加氢和氧化锌硫负荷大大降低,节约操作费用。制氢装置仅将原料由石脑油(2500~3000元/t)改成焦化干气(700~800元/t)一项,其经济效益就十分可观;由于不排碱渣,因此对环境也有利。
在选择性脱硫现有装置上直接改用新型sds高效脱硫剂,能较好地改善装置脱硫效果。如果能在工艺设备与操作参数方面进行相应变更,则脱硫工艺过程会更好。如吸收塔的实际板数仅22块,接近2个理论板,而sds脱总硫是液膜控制慢反应,需要3个以上理论级。另外,溶剂组成不同要求提高再生温度。为达到最佳脱硫效果,尚需就“瓶颈”设备略加改造,以适应脱总硫的要求。