[发明专利]钴钼系耐硫宽温变换催化剂闭路循环硫化工艺有效

专利信息
申请号: 201310736067.7 申请日: 2013-12-29
公开(公告)号: CN103721760A 公开(公告)日: 2014-04-16
发明(设计)人: 董文刚;常文志;陈旭全;王业国;张书新 申请(专利权)人: 康乃尔化学工业股份有限公司
主分类号: B01J37/20 分类号: B01J37/20;B01J23/882;C01B17/04
代理公司: 吉林市达利专利事务所 22102 代理人: 陈传林
地址: 132101 吉林*** 国省代码: 吉林;22
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摘要: 一种钴钼系耐硫宽温低变催化剂闭路循环硫化工艺,其特点是:包含以下步骤:水煤气1送到电加热器213中加热升温,一号变换炉214升至210℃时,开始配入液体CS41与高温加压水煤气14混合后进入一号变换炉214和二号变换炉217进行催化剂硫化,出口H2S含量在2~3g/Nm3时,催化剂床层进入强化期,出口H2S含量为20~30g/Nm3时,强化期结束,停止向系统中添加液体CS241,硫化中产生的硫化气送入硫化换热器219、水加热器220、一号冷却器222和二号冷却器223冷却至常温,再送至煤气风机203入口进行脱硫,气体中H2S气体含量在150mg/Nm3~30g/Nm3送回煤气风机203入口进行循环脱硫,直至将H2S含量20~30g/Nm3的高硫气体中的H2S脱硫至100~150mg/Nm3。能够完全脱除高硫有毒气体,解决高温高硫气降温难的问题。
搜索关键词: 钴钼系耐硫宽温 变换 催化剂 闭路 循环 硫化 工艺
【主权项】:
一种钴钼系耐硫宽温变换催化剂闭路循环硫化工艺,其特征是:它包括以下步骤:1)升温过程如下:a)由水煤气柜(241)以4KPa的压力输送的水煤气(1)进入水洗塔(201),经水洗塔(201)除尘降温后的水煤气(2)进入一号电除尘器(202)中,经一号电除尘器(202)除尘除焦油的水煤气(3)进入煤气风机(203)加压;b)由煤气风机(203)加压到30~35KPa后送出的加压水煤气(4)由第一管线(75)送到电加热器(213)中,电加热器(213)以20~30℃/h的升温速率对输入的加压水煤气(4)进行加热升温; c)电加热器输出的高温加压水煤气(14)进入一号变换炉(214)的上段,以一号变换炉(214)的催化剂床层的高点温度为基准,由常温升至120℃后恒温2~4小时以平衡催化剂床层各点的温度,恒温2~4小时后再升温,温度升至210℃时恒温2~4小时,以保持催化剂床层各点的温度平衡;d)从一号变换炉(214)上段出来的水煤气经第一出口(16)、一号增湿器(215)、第二入口(17)进入到一号变换炉(214)下段,在此进一步进行催化剂升温,再经第八管线(35)进入到二号变换炉(217)上段进行催化剂升温,由此出来的水煤气经第三出口(22)、三号增湿器(218)、第四入口(23)进入二号变换炉(217)下段,进行催化剂升温,之后经第四出口(24)、硫化换热器(219)、水加热器(220)、一号冷却器(222)、二号冷却器(223)降温至35℃以下,冷却至常温的水煤气中夹带液相滴珠,经变换系统后分离器(224)分离掉液相滴珠后由第二管线(30)送入煤气风机(203)入口,升温水煤气循环使用; e)升温期间每小时进行一次各点温度记录和氢含量及氧含量分析,变换炉(214)上段的第一入口(15)的氢气含量为25~42%,氧气含量小于0.5%,每30分钟排放一次冷凝液,需要排放冷凝液的设备包括一号变换炉(214)、二号变换炉(217)、一号增湿器(215)、二号增湿器(216)、三号增湿器(218)、硫化换热器(219)、水加热器(220)、一号冷却器(222)、二号冷却器(223)、变换系统后分离器(224)、煤气风机(203);2)硫化过程如下:a) 水煤气柜(241)以4KPa的压力输送的水煤气(1)经过水洗塔(201)除尘降温、一号电除尘器(202)除尘除焦油、煤气风机(203)加压到30~35KPa及电加热器(213)加热的高温加压水煤气(14)进入一号变换炉(214)上段的第一入口(15);b)一号变换炉(214)的催化剂床层各点温度达到210℃、且与电加热器(213)的出口温度的温度差为20~40℃时,开始配入液体CS2  (41)与高温加压水煤气(14)混合,液体CS2  (41)的加入量为50~120 l/h、压力为0.2~0.3MPa 、CS2馏出率为96%~97.5%,高温加压水煤气(14)的流量为8000~10000m3/h、氢气含量为25~42%、氧气含量小于0.5%,液体CS2  (41)与高温加压水煤气(14)混合后进入一号变换炉(214)上段的第一入口(15),液体CS2  气化的同时与氢气发生氢解反应,方程式为:CS2  + H2 → CH4 + H2S,进入变换炉催化剂床层与催化剂进行硫化反应,硫化气通过一号变换炉(214)上段的第一出口(16)、一号增湿器(215)和一号变换炉(214)下段的第二入口(17)进入一号变换炉(214)下段,再经一号变换炉(214)下段的第二出口(18)、二号变换炉(217)上段的第三入口(21)进入二号变换炉(217)上段,一号变换炉(214)和二号变换炉(217)的催化剂床层的温度以5~10℃/h的升温速率经过4~8小时升至250℃,随着温度由210℃逐渐升高, 一号变换炉(214)的上段下段和二号变换炉(217)的上段下段的催化剂均不同程度的发生硫化反应,催化剂逐渐被活化;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;c) 一号变换炉(214)的催化剂床层温度达到250℃后,控制一号变换炉(214)的催化剂床层的温度以10~15℃/h的升温速率经过2~5小时升至300℃,液体CS2  (41)的加入量为60~120 l/h、 压力为0.2~0.3MPa、CS2馏出率为96%~97.5%,高温加压水煤气(14)的流量为8000~10000m3/h、氢气含量为25~42%、氧气含量小于0.5%,分析一号变换炉(214)的催化剂床层上段的第一出口(16)或下段的第二出口(18)的硫化气,硫化气的H2S含量稳定在2~3g/Nm3时,即表明一号变换炉(214)的催化剂床层的上段或下段硫化已穿透,硫化期结束,一号变换炉(214)的催化剂床层即可进入强化期,二号变换炉(217)的催化剂床层保持硫化期或升温期;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;d) 每一催化剂床层的温度达到300℃即进入强化期,强化期的催化剂床层温度达到300℃时,控制催化剂床层的温度以10~15℃/h的升温速率经过7~15小时升温至400~450℃,液体CS(41)加入量60~120 l/h、压力为0.2~0.3MPa、入口H2S含量在15~20g/Nm3,高温加压水煤气(14)的流量为10000~12000m3/h、氢气含量为25~42%、氧气含量小于0.5%;e)每一催化剂床层温度升至400~450℃时,开始恒温4~36小时,控制液体CS2(41)加入量60~120 l/h、压力为0.2~0.3MPa、入口H2S控制在20~30g/Nm3,高温加压水煤气(14)的流量为10000~12000m3/h、氢气含量为25~42%、氧气含量小于0.5%,分析出口硫化气的H2S含量连续出现含量一致且为20~30g/Nm3时,该催化剂床层强化期结束,切入后段催化剂床层进行硫化或强化,待后面催化剂床层强化完后一起降温;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;f)反应后的硫化气送入硫化换热器(219),将温度降至250℃以下,再依次送至变换系统的水加热器(220)、一号冷却器(222)和二号冷却器(223),逐步进行换热冷却至低于35℃的常温,冷却至常温的硫化气中夹带液相滴珠,经变换系统后分离器(224)分离掉液相滴珠后由第二管线(30)送回至煤气风机(203)入口,形成闭路循环;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;    g)循环硫化过程中,由净化一期提供的压力为0.2~0.3MPa的新鲜氢气经第三管线(36)以300~2000Nm3/h补充至电加热器(213)入口,新鲜氢气中H2的含量为99.5~99.9%,随着新鲜氢气和CS2  的加入,闭路循环硫化系统积存的气体量逐渐增加,多余的硫化气将被新鲜氢气和CS的反应生成物硫化氢、甲烷挤入水煤气柜(241)中被稀释;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;h)硫化阶段的液体CS2  (41)盛装于CS2存储装置(225)中,在线连续添加液体CS2  (41)时,以压力为0.5~0.8MPa的氮气(37)为动力源,将液体CS2  (41)从CS2存储装置(225)中压出、经流量计计量后送至电加热器(213)出口与高温加压的水煤气(14)混合;3)降温、放硫同时脱硫过程如下:a)强化期结束后,一号变换炉(214)上段的第一出口(16)、下段的第二出口(18)和二号变换炉(217)上段的第三出口(22)、下段的第四出口(24)的硫化气中H2S含量均达到20~30g/Nm3,即进入降温、放硫、脱硫阶段,此时停止向系统中添加液体CS2(41),同时关闭来自一期净化装置的第三管线(36),停止新鲜氢气的输送,加压水煤气(14)继续输送,利用煤气风机的动力,逐渐降低电加热器功率,继续按硫化流程进行催化剂床层的降温操作,催化剂床层降温速率为10~20℃/h,使催化剂床层高点温度由400~450℃降至:一号变换炉(214)上段340~360℃、一号变换炉(214)下段280~300℃、二号变换炉(217)上段210~230℃、二号变换炉(217)下段200~220℃,硫化过程中产生的硫化气送入硫化换热器(219),将温度降至250℃以下,再依次送至变换系统的水加热器(220)、一号冷却器(222)和二号冷却器(223),逐步进行换热冷却至低于35℃的常温,冷却至常温的硫化气中夹带液相滴珠,经变换系统后分离器(224)分离出液相滴珠之后再经第二管线(30)送回至煤气风机(203)入口;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;b)硫化气进入煤气风机(203),经煤气风机(203)加压至30~35KPa后进入冷却塔(204)冷却后通过脱硫塔(205)下部的第五入口5送至脱硫塔(205);所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;c) 经煤气风机(203)加压到压力为30~35KPa的硫化气在脱硫塔(205)中与贫液泵(236)输送的脱硫液(64)逆向接触进行脱硫反应,脱除掉大部分H2S的硫化气从脱硫塔(205)顶部的第五出口(6)出来进入分离器(206)中,脱硫液(64)的压力为0.5~0.7KPa,流量为550~920m3/h,总碱度为20~32g/L,反应方程式为:H2S + Na2CO3  = NaHS + NaHCO3;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体;d)经脱硫塔(205)脱除掉大部分H2S的硫化气进入分离器(206)中分离掉液体,再送至二号电除尘器(207)中进行除尘除焦油后,分析除尘除焦油后的硫化气中H2S的含量,此硫化气中H2S的含量降至100~150mg/Nm3即可通过第六管线(8),并由加压系统加压到0.7~1.15MPa送入变换系统参与生产;除尘除焦油后的硫化气中H2S的含量在150mg/Nm3~60g/Nm3应进入第七管线(31)送回至煤气风机(203)入口进行循环脱硫,直至将H2S含量20~30g/Nm3的硫化气的H2S脱硫至100~150mg/Nm3;所述硫化气为含有H2S和H2的混合硫化气体。
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