Thỏp hấp thụ Lưu huỳnh 10-R-2002
Nguyờn liệu
2 Thiết bị hydro húa 10 R2001 1
3 Thiết bị hấp thụ lưu huỳnh
10R2002 2
3.1.2. Mụ tả cụng nghệ tổng quỏt:
Khớ nguyờn liệu mỏ Nam Cụn Sơn được xử lớ ở nhà mỏy chế biến khớ Dinh Cố rồi dẫn qua trạm phõn phối Viờtgas và đến nhà mỏy đạm Phỳ Mỹ cú ỏp suất 24,5bar. Do điều kiện vận hành cuả nhà mỏy cần ỏp suất cao nờn khớ nguyờn liệu này được dẫn qua bộ nộn khớ tự nhiờn 10K4011 để được nõng ỏp suất lờn 39,2 bar. Đõy là mỏy nộn khớ li tõm và được kộo bằng mụtơ điện. Mỏy này chỉ hoạt động khi khớ thiờn nhiờn thấp hơn 38 bar.
Phần lớn khớ thiờn nhiờn nguyờn liệu này cú chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh ở dạng tạp chất mà xỳc tỏc dựng cho cụng nghệ reforming bằng hơi nước thỡ rất nhạy cảm với hợp chất chứa lưu huỳnh bởi vỡ chỳng xẽ gõy mất hoạt tớnh hoặc là nhiễm độc xỳc tỏc do đú cỏc hợp chất lưu huỳnh phải được khử bỏ trước khi đưa vào cụng đoạn reforming, quỏ trỡnh loại cỏc hợp chõt lưu huỳnh gồm hai giai đoạn: khử cỏc hợp chất lưu huỳnh và hấp thụ lưu huỳnh.
3.1.2.1.Hydro hoỏ cỏc hợp chất lưu huỳnh.
Quỏ trỡnh cụng nghệ:
Khớ nguyờn liệu sau khi tăng ỏp được gia nhiệt đến 3500C thụng qua bộ gia nhiệt 10E2004-2, khớ sau khi ra khỏi thiết bị được bổ sung thờm dũng hydro được lấy từ thiết bị hấp thụ CO2 cú lưu lượng khoảng 1777m3/h.Trong trường hợp thiết bị hấp thụ CO2 và quỏ trỡnh tổng hợp amoniac ngừng hoạt động làm cho nguồn hydro cung cấp cho thiết bị hydro hoỏ bị khụng cú thỡ nhiệt độ chất xỳc tỏc của thiết bị hydro hoỏ phải được giảm xuống tối đa là 3000C để trỏnh cracking đối với hydrocacbon cao và điều này dẫn đến sự hỡnh
thành lớp cacbon trờn bề mặt chất xỳc tỏc.
Hỗn hợp khớ sau đú được gia nhiệt lờn 4000C thụng qua bộ gia nhiệt 10E2004 rồi vào thiết bị hydro hoỏ 10R2001. Tại đõy, toàn bộ lượng lưu huỳnh hữu cơ được chuyển hoỏ thành H2S dưới tỏc dụng của xỳc tỏc Coban-Molipđen, cú thể xảy ra cỏc phản ứng sau:
RSH + HH RH +H2S (1) R1SSR2 + 3 H2 R1H +R2H + 2 H2S (2) R1SR2 + 2 H2 R1H + R2H + H2S (3) (CH)4S + 4 H2 C4H10 + H2S (4) COS + H2 CO + H2S (5) Trong đú R là gốc hydrocacbon
Bờn cạnh hydrohoỏ cỏc hợp chất lưu huỳnh, chất xỳc tỏc cũng hydro hoỏ olefin thành hydrocacbon no, và cỏc hợp chất cú chứa Nitỏ thành NH3 và hydrocacbon no.
Ngoài ra do trong khớ nguyờn liệu cú chứa một lượng nhỏ CO và CO2 khi đi qua thiết bị hydro hoỏ nú cú thể xảy ra cỏc phản ứng phụ :
CO2+ H2 CO + H2O (6) CO2 + H2S COS + H2O (7)
Từ cỏc phản ứng trờn ta thấy, sự hiện diện của CO, CO2, H2O sẽ làm ảnh hưởng đến hàm lượng lưu huỳnh dư đi ra khỏi thiết bị hấp thụ lưu huỳnh.
Trong trường hợp bất thương hàm lương CO cao sẽ xảy ra phản ứng boudouard:
2CO CO2 + C (8)
Phản ứng boudouard khụng xảy ra trờn bề mặt chất xỳc tỏc bởi vỡ chất xỳc tỏc ở trạng thỏi sunphit, nhưng muội than vẫn hỡnh thành ở nhiệt độ cao và bỏm vào chất xỳc tỏc do đú hàm lượng CO
cao sẽ nhất thơi khử hoạt tớnh chất xỳc tỏc. Để ngăn chặn quỏ trỡnh khụng mong muốn này ta sẽ giới hạn nồng độ theo thể tớch tạp chất cực đại cho phộp trong khớ nguyờn liệu đối với thiết bị hydro hoỏ là : H2 : 3 – 4 %; CO : 5%; CO2 : 5%
Chất xỳc tỏc:
Chất xỳc tỏc trong thiết bị hydro hoỏ là Coban – Molipđen, cú đặc điểm sau:
Tờn thương mại: TK-250
Kớch thước : 5 Extrudate
Thể tớch chất xỳc tỏc yờu cầu : 16,8 m3
Thể tớch chất xỳc tỏc cung cấp vào thiết bị : 17,4 m3
Thành phần cỏc chất chứa trong chất xỳc tỏc :
Thành phần MoO3 CaO Al2O3
%V 12-18 2-5 75-85
Hoạt tớnh cao nhất của chất xỳc tỏc hydro hoỏ phụ thuộc vào nồng độ của hydro và nhiệt độ. Với chất xỳc tỏc ban đầu, nhiệt độ thấp hơn mức trờn vẫn hiờu quả nhưng chất xỳc tỏc ở thời kỡ cuối nờn nõng nhiệt độ lờn cao hơn mức trờn. Chất xỳc tỏc TK – 250 bị oxy hoỏ trong quỏ trỡnh vận chuyển và hoàn nguyờn lại hoạt tớnh chủa nú khi được sulphide hoỏ. Trong trạng thỏi được sulphide hoỏ chất xỳc tỏc cú thể tự bốc chỏy do đú nú khụng được phộp tiếp xỳc với khụng khớ tại nhiệt độ lớn hơn 700C. Trong trường hợp chất xỳc tỏc bị chỏy hoặc trong quỏ trỡnh vận hành nú bị già hoỏ thỡ cần phải được thay thế. Để thay trước hết ta cần làm nguội chất xỳc tỏc đến nhiệt độ mụi trường trước khi thỏo chỳng ra đồng thời phải duy trỡ dũng nitơ trao đổi đến bỡnh phản ứng trong khi thỏo xỳc tỏc nhằm làm giảm thiểu sự xõm nhập của khụng khớ.