影响真空碳酸钾脱硫真空度的原因分析及措施

邯钢焦化厂采用真空碳酸钾脱硫［1］，该系统自2009年投入运行以来，出现了诸多影响生产顺利进行的问题，最为严重的是负压系统的真空度［2］问题。由于该生产工艺要求该反应是在真空度－0.090MPa至－0.080MPa下运行，低于该真空度，则该逆反应效果明显下降，从而导致脱硫液脱除煤气H2S质量下降。从系统运行至今发生了多起影响真空度的事故，本文结合发生的事故，分析了影响真空度的原因及采取的措施。

1 工艺原理及简介

来自焦化厂回收2个系统洗苯塔后的煤气混合后进入脱硫塔，脱硫塔中设断塔盘，煤气自下而上先后与来自再生塔上段贫液（碳酸钾溶液）、再生塔下段贫液（碳酸钾溶液）逆流接触，煤气中的H2S、HCN等酸性气体被吸收，其主要反应见式（1）～式（4）。

同时，在脱硫塔上段加入一定碱液（NaOH），进一步脱除煤气中的 H2S，使煤气中的ρ（H2S）≤200mg／m3。生成的钠碱溶液送往回收二系统蒸氨可起到分解固定铵的作用。

吸收了酸性气体的脱硫富液在脱硫塔底用富液泵抽出分上、下两段分别与再生塔下、上段出来的热贫液换热后，进入再生塔再生，在再生塔内，富液与再生塔底上升的水蒸气逆流接触，在真空状态（－0.090MPa至－0.080MPa）下使H2S、HCN 等酸性成分从富液解析出来，其反应如式（5）～式（7）。

再生塔顶出来的酸性气体依次经过酸性气冷凝器和酸性气冷却器，在酸性气分离器除水后，经真空泵将酸性气体送至CLAUS装置生产硫磺。其工艺流程见图1。

图1 真空碳酸钾脱硫工艺流程图

2 影响再生系统真空度的因素及措施［3］

2.1 蒸汽再沸器法兰垫片泄漏

2012年9月份，脱硫再生塔真空度呈下降趋势，从－88kPa逐渐下降到－80kPa，且克劳斯炉系统空气量下降，确定是有地方负压泄漏进入了空气，而且空气量不小，必须查找出泄漏的地方。

用非常薄的塑料膜贴住管道的每个焊口开始查找，查完所有焊口没有找到泄漏点。又开始查找所有法兰连接的地方，在1＃再生塔西南再沸器和塔体连接的法兰处，塑料膜很明显地被吸入法兰，判断出此处泄漏空气严重，见第43页图2。

图2 蒸汽再沸器法兰垫片泄漏

查找到泄漏地方，更换垫片修复后，再生系统开工恢复正常。

2.2 真空冷凝液管道泄漏

2014年7月份，脱硫再生塔气液分离器液位突然显示升高，而且1h内升高约200mm，联系现场操作人员检查气液分离器液位，怀疑仪表液位计显示有误，经仪表工检查发现仪表显示无误。临近700mm满量程时，只能按停工处理，否则气液分离器会发生封堵酸性气，而且会产生液体进入真空泵的恶性生产事故。

停工后检查未发现异常，随即开工，但是开工后却又出现了异常，气液分离器液体不往真空冷凝液池流，判断是真空冷凝液管道有泄漏的地方，又再次停工通蒸汽检查管道，发现管道弯头焊口处有泄漏。用美国普施PSI（速成钢）金属补漏胶棒粘住，开工正常。

通过以上两次的事故，说明泄漏对真空系统影响很明显。如果泄漏不明显，则会表现真空度略微下降；如果泄漏明显，则会表现真空度快速下降，甚至需要停工。

2.3 酸性气管道焊口泄漏

2015年6月份，脱硫再生塔由南塔倒北塔运行，南塔停工待修，对南塔酸性气路进行停工查漏操作。将酸性气入真空泵端（真空泵进口）堵盲板，低温水和循环水路堵盲板，通过酸性气管道往塔体通氮气试漏，塔体压力保持在10kPa以内，用洗洁精水试漏，查到酸性气管道有3处针状漏点，塔体法兰连接有2处微量泄漏点。处理漏点后开工，真空度由－83.5kPa提高到－85.0kPa，真空度提升明显。

2.4 真空泵出口管道堵塞［4］

2013年7月底，真空泵出口管道压力正常，再生塔塔顶真空度偏低，脱硫塔后煤气H2S质量浓度5d之内从200mg／m3升至500mg／m3，而且有继续上涨的趋势，须立即查找原因。

先检查塔顶真空表，经检查无误后排除真空表原因；更换真空泵出口管道压力表，经检查出口管道压力显示无误；随后检查真空泵本体气液分离器上压力表，经检查真空泵气液分离器压力表损坏。更换新压力表后，真空泵本体压力远超出泵体设计压力，停工安排泵体出口管道清洗。

通过真空泵出口管道清洗后，再生塔塔顶真空度恢复正常，脱硫塔出口煤气中H2S质量浓度一天之内降至200mg／m3以下。

3 结语

影响负压系统真空度的主要原因有两个，一是负压系统有泄漏点，导致大量空气泄漏进入系统，从而致使真空泵会优先抽取空气；二是正压系统阻力大［5］，而真空泵抽提能力有限，超出真空泵的工作能力，会降低负压系统的真空度。