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摘要：中国石化扬子石油化工有限公司气体分馏装置上应用COS水解-脱硫剂，对液化气进行脱硫精制。运用ASPEN PLUS软件对气体分馏过程进行模拟，结果表明COS水解-脱硫罐设于脱乙烷塔进料处可有效脱除COS、CS2等有机硫组分，保证丙烯产品质量。工业应用表明，当COS水解-脱硫罐入口流率为21.5t/h时，液化气硫含量由2.54mg/m3降低至0.77mg/m3，丙烯产品硫含量<0.2mg/kg，硫化氢含量<0.1mg/kg。COS水解-脱硫剂运行413天未出现穿透现象，实际硫容达到设计值的50.58%，仍可稳定运行。
关键词：COS;水解;脱硫;气体分馏;丙烯
1 前言
扬子石化炼油厂催化裂化装置加工渣油，产生的液化气送至产品精制装置，脱除H2S和硫醇，然后送至气体分馏装置进行分离，得到高纯度的丙烯产品。
经产品精制脱除H2S和硫醇后，液化气中仍含有微量难以脱除的COS 、CS2等有机硫[1]，为保证丙烯产品质量，气体分馏装置运用EH-4型COS水解剂和DHS-1G型脱硫剂对其进一步精制，以降低丙烯硫含量[2]。
2 工艺原理
COS水解-脱硫剂主要物性指标如表1所示：
COS水解催化剂可在常温下使液化气中微量的COS组分水解，生成H2S和CO2。
其水解方程式如下：
精脱硫剂中的ZnO组分可与H2S组分生成稳定的ZnS化合物，从而将液化气中的硫杂质脱除。
其脱硫方程式如下：
3 工艺流程介绍
自产品装置来的精制液化石油气进入脱丙烷塔，碳二、碳三馏分从塔顶馏出，送至COS水解-脱硫部分，脱除COS、CS2等有机硫。塔底物料混合C4送出装置。由COS水解-脱硫单元送来的精制C2、C3混合物料进入脱乙烷塔，脱除塔顶C2不凝气，不凝气送至催化裂化装置回收丙烯。脱乙烷塔底混合 C3送至精丙烯塔进行分馏，塔顶丙烯馏分经丙烯干燥器脱除水分后送出装置，塔底丙烷馏分直接作为产品送出装置。
4 工艺流程模拟
为了考察气体分馏装置物料中COS、CS2等微量组分的分布情况，运用ASPEN PLUS流程模拟软件对气体分馏过程进行简单的模拟，流程如图2所示。
实际生产中进料温度70℃、进料壓力2Mpa、进料流率53t/h，模拟结果如表2所示。
由表2可知，S5流股中COS摩尔分数为4.0910-6，在整个系统中最高。但是S5流股作为脱乙烷塔顶采出气相组分，流量较小。S2、S4流股中COS的摩尔分数为3.2610-6，在整个系统中除S5流股外最高，故COS水解-脱硫罐设于此处。在此处将COS进行脱除，可大大降低丙烯中有机硫的含量。
5 工业应用情况
5.1 操作参数
COS水解-脱硫罐入口流率21.5t/h，压力2.0MPa，温度25℃，液空速1.2h-1，床层高径比4。
5.2 COS水解-脱硫罐出、入口硫含量
图3为实际生产中气体分馏装置COS水解-脱硫罐出、入口硫含量变化图。
由图可见，COS水解-脱硫罐入口硫含量均值为2.54mg/m3，出口硫含量均值为0.77mg/m3。经COS水解-脱硫罐精制后，液化气中携带的微量有机硫杂质得到了有效脱除。
5.3 丙烯产品质量
液化气经过COS水解-脱硫罐精制后，丙烯产品质量月均值数据如表3所示。
由表3可知，由于COS水解-脱硫剂的使用，丙烯中硫含量<0.2mg/kg;硫化氢含量<0.1mg/kg，检测管观察无硫化氢。表明丙烯中含有机硫得到有效脱除，达到了精制脱硫的目的。
5.4 COS水解-脱硫剂硫容
按照设计条件，COS水解-脱硫剂硫容为：
其中：Q为硫容;u为入口流率;c1为入口硫含量;c2为出口硫含量;ρ为混合C3密度;t为运行天数。
根据设计值，入口流率25693kg/h;混合C3密度530kg/m3;入口硫含量10mg/m3;产品硫含量为0.5mg/m3，寿命半年。
计算得出COS水解-脱硫剂设计硫容Q0为2011616mg。
实际生产中，本周期COS水解-脱硫罐已运行413天;入口平均流率为21590kg/h;入口平均硫含量为3.08mg/m3;出口平均硫含量为0.56mg/m3，未出现穿透现象。
计算得出COS水解-脱硫剂实际硫容Q为1017509mg，实际硫容达到设计硫容的50.58%。
6 结论
1. 通过ASPEN PLUS软件对气体分馏过程进行模拟，结果表明除脱乙烷塔顶气流股外，脱乙烷塔进料流股中的COS含量在整个系统中最高，COS水解-脱硫罐设于此处，可有效脱除液化气中COS、CS2等有机硫杂质，保证丙烯产品质量。
2. 在气体分馏装置中使用COS水解-脱硫剂，入口硫含量为2.54mg/m3，脱硫后液化气硫含量降低至0.77mg/m3，丙烯产品硫含量<0.2mg/kg，硫化氢含量<0.1mg/kg，满足工业生产的要求。
3. 实际生产中COS水解-脱硫剂运行413天未出现穿透现象，实际硫容达到设计硫容的50.58%，仍可稳定运行。
参考文献
[1] 金汪和. 气体分馏装置丙烯总硫超标的原因分析[J]. 炼油技术与工程. 2004 （10）
[2] 胡典明，孔渝华，魏华，叶敬东，王先厚，肖安陆，祝汉生. EH-4丙烯专用COS水解催化剂的性能评价[J]. 化学与生物工程. 2004 （03）
关键词：COS;水解;脱硫;气体分馏;丙烯
1 前言
扬子石化炼油厂催化裂化装置加工渣油，产生的液化气送至产品精制装置，脱除H2S和硫醇，然后送至气体分馏装置进行分离，得到高纯度的丙烯产品。
经产品精制脱除H2S和硫醇后，液化气中仍含有微量难以脱除的COS 、CS2等有机硫[1]，为保证丙烯产品质量，气体分馏装置运用EH-4型COS水解剂和DHS-1G型脱硫剂对其进一步精制，以降低丙烯硫含量[2]。
2 工艺原理
COS水解-脱硫剂主要物性指标如表1所示：
COS水解催化剂可在常温下使液化气中微量的COS组分水解，生成H2S和CO2。
其水解方程式如下：
精脱硫剂中的ZnO组分可与H2S组分生成稳定的ZnS化合物，从而将液化气中的硫杂质脱除。
其脱硫方程式如下：
3 工艺流程介绍
自产品装置来的精制液化石油气进入脱丙烷塔，碳二、碳三馏分从塔顶馏出，送至COS水解-脱硫部分，脱除COS、CS2等有机硫。塔底物料混合C4送出装置。由COS水解-脱硫单元送来的精制C2、C3混合物料进入脱乙烷塔，脱除塔顶C2不凝气，不凝气送至催化裂化装置回收丙烯。脱乙烷塔底混合 C3送至精丙烯塔进行分馏，塔顶丙烯馏分经丙烯干燥器脱除水分后送出装置，塔底丙烷馏分直接作为产品送出装置。
4 工艺流程模拟
为了考察气体分馏装置物料中COS、CS2等微量组分的分布情况，运用ASPEN PLUS流程模拟软件对气体分馏过程进行简单的模拟，流程如图2所示。
实际生产中进料温度70℃、进料壓力2Mpa、进料流率53t/h，模拟结果如表2所示。
由表2可知，S5流股中COS摩尔分数为4.0910-6，在整个系统中最高。但是S5流股作为脱乙烷塔顶采出气相组分，流量较小。S2、S4流股中COS的摩尔分数为3.2610-6，在整个系统中除S5流股外最高，故COS水解-脱硫罐设于此处。在此处将COS进行脱除，可大大降低丙烯中有机硫的含量。
5 工业应用情况
5.1 操作参数
COS水解-脱硫罐入口流率21.5t/h，压力2.0MPa，温度25℃，液空速1.2h-1，床层高径比4。
5.2 COS水解-脱硫罐出、入口硫含量
图3为实际生产中气体分馏装置COS水解-脱硫罐出、入口硫含量变化图。
由图可见，COS水解-脱硫罐入口硫含量均值为2.54mg/m3，出口硫含量均值为0.77mg/m3。经COS水解-脱硫罐精制后，液化气中携带的微量有机硫杂质得到了有效脱除。
5.3 丙烯产品质量
液化气经过COS水解-脱硫罐精制后，丙烯产品质量月均值数据如表3所示。
由表3可知，由于COS水解-脱硫剂的使用，丙烯中硫含量<0.2mg/kg;硫化氢含量<0.1mg/kg，检测管观察无硫化氢。表明丙烯中含有机硫得到有效脱除，达到了精制脱硫的目的。
5.4 COS水解-脱硫剂硫容
按照设计条件，COS水解-脱硫剂硫容为：
其中：Q为硫容;u为入口流率;c1为入口硫含量;c2为出口硫含量;ρ为混合C3密度;t为运行天数。
根据设计值，入口流率25693kg/h;混合C3密度530kg/m3;入口硫含量10mg/m3;产品硫含量为0.5mg/m3，寿命半年。
计算得出COS水解-脱硫剂设计硫容Q0为2011616mg。
实际生产中，本周期COS水解-脱硫罐已运行413天;入口平均流率为21590kg/h;入口平均硫含量为3.08mg/m3;出口平均硫含量为0.56mg/m3，未出现穿透现象。
计算得出COS水解-脱硫剂实际硫容Q为1017509mg，实际硫容达到设计硫容的50.58%。
6 结论
1. 通过ASPEN PLUS软件对气体分馏过程进行模拟，结果表明除脱乙烷塔顶气流股外，脱乙烷塔进料流股中的COS含量在整个系统中最高，COS水解-脱硫罐设于此处，可有效脱除液化气中COS、CS2等有机硫杂质，保证丙烯产品质量。
2. 在气体分馏装置中使用COS水解-脱硫剂，入口硫含量为2.54mg/m3，脱硫后液化气硫含量降低至0.77mg/m3，丙烯产品硫含量<0.2mg/kg，硫化氢含量<0.1mg/kg，满足工业生产的要求。
3. 实际生产中COS水解-脱硫剂运行413天未出现穿透现象，实际硫容达到设计硫容的50.58%，仍可稳定运行。
参考文献
[1] 金汪和. 气体分馏装置丙烯总硫超标的原因分析[J]. 炼油技术与工程. 2004 （10）
[2] 胡典明，孔渝华，魏华，叶敬东，王先厚，肖安陆，祝汉生. EH-4丙烯专用COS水解催化剂的性能评价[J]. 化学与生物工程. 2004 （03）