一种合成原料气深度精脱硫工艺及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种以煤制天然气、石油炼制气、焦炉煤气、钢厂转炉气等为原料制取合成原料气的深度脱硫方法。它将粗脱硫后还含有H2S几百ppm、有机硫(包括COS、CS2、硫醇、硫醚、噻吩等)几百ppm的合成原料气，通过几级钛基钴钼催化剂、几级氧化锌脱硫剂和一级多功能精脱硫剂，使其总硫≤0.01ppm。这一脱硫精度与目前能达到的脱硫精度(0.1ppm)相比，净化度提高了一个数量级以上，可使甲醇催化剂的寿命延长一倍。本发明专利技术还公开了达到上述合成原料气深度精脱硫方法所使用的中温精脱硫装置。本发明专利技术对工业界来说，可以减少装置的开停车次数、减少原料和动力消耗、增加装置的产量，是节能、减排、增产的有效措施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学工程中气体的净化，属“节能、减排”领域，具体是一种合成原料气深度精脱硫工艺及其装置。
技术介绍
在现有的技术中目前以煤制气，焦炉气、石油炼厂气、钢厂转炉气和天然气为原料制取合成原料气的大、中型甲醇厂、合成氨厂、合成油厂均有精脱硫的过程。大型厂采用低温甲醇洗、NHD法，中型采用干法精脱硫(包括常温和中温精脱硫)。这些方法使合成原料气中的总硫≤0.1ppm可以保证合成甲醇催化剂的寿命为2～3年，合成氨催化剂的寿命为5～7年，合成油催化剂寿命﹤1年。根据国外的经验，影响催化剂寿命(相同工艺条件下)主要是硫中毒，如果能将合成气中的总硫降到≤0.01×10-6，即0.01ppm，催化剂的寿命将延长一倍。因此，开发深度精脱硫工艺是工业界急待解决的新课题。文献CN101224871B中提出了合成气的深度净化方法，其特征为首先工艺的操作温度是常温，其次所选用的催化剂为水解催化剂，只能将合成气中的COS、CS2水解为H2S而除去，对于合成原料气中复杂的有机硫如硫醇、硫醚、噻吩等无法除去。再有该专利使用的范围只能在现有的精脱硫后，即合成气中总硫≤0.lppm的条件下。这样该方法的使用有了很大的局限性。本专利技术找到了适应范围广、精度高、流程简单的深度精脱硫方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是：克服现有技术的不足，提供一种工序简化，脱硫效果好，能最大化节约脱硫和后序最终化工产品成本的合成原料气深度精脱硫工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种合成原料气深度精脱硫工艺，包括如下步骤：(1)将进工序的合成原料气进行预处理，使合成原料气中H2S含量降至<10ppm；(2)将H2S含量<10ppm的合成原料气经钛基催化剂进行加氢反应，使合成原料气中的有机硫转化为无机硫，即H2S；(3)再将合成原料气经氧化锌脱硫剂，将H2S从合成原料气中脱除；(4)根据硫化物的含量和种类不同重复步骤(2)、(3)使合成原料气中的硫化物含量达到微量；(5)含微量硫化物的合成原料气经多功能精脱硫剂时，将硫化物进一步脱除，从而达到工艺指标要求，即合成原料气的总硫≤0.01ppm。进一步地，所述步骤(1)中作为合成原料气的气源为焦炉气、天然气、炼厂气、煤制气、钢厂转炉气，还包括低温甲醇洗净化后和NHD净化后，气体中总硫＜0.1ppm的合成原料气。进一步地，所述步骤(2)中的钛基催化剂是以二氧化钛为载体，含有氧化钴、氧化钼或钴、钼、镍活性组份的钛基钴钼或钛基钴钼镍加氢催化剂。进一步地，步骤(2)中钛基催化剂的起活温度为120～150℃。进一步地，步骤(2)中加氢反应的反应压力为0.1～0.7MPa，反应温度为120～400℃。本专利技术要解决的另一个问题是：提供一种应用上述合成原料气深度精脱硫工艺的装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：应用上述合成原料气深度精脱硫工艺的装置，包括氧化铁粗脱硫器、气-气换热器、开工加热器、一级加氢反应器、一级氧化锌脱硫器、二级加氢反应器、二级氧化锌脱硫器和多功能精脱硫器，其特征在于：所述氧化铁粗脱硫器通过管道依次与气-气换热器、开工加热器、一级加氢反应器、一级氧化锌脱硫器、二级加氢反应器、二级氧化锌脱硫器相连，所述二级氧化锌脱硫器的出口通过管路与气-气换热器顶部的另一入口相连，所述气-气换热器底部的另一出口通过管路与多功能精脱硫器的入口相连。本专利技术具有的优点和效果是：(1)钛基钴钼或钛基钴钼镍加氢催化剂的使用，能对组成复杂的水煤气、焦炉气中的有机硫，尤其是象噻吩这样复杂的有机硫进行加氢降解，其应用的工况又十分缓和、反应温度低、空速大、无不良副反应发生。(2)加氢转化催化剂的起活温度低，仅为120～150℃，其热源可以是废热或0.5MPa蒸汽，而现有技术中的加氢转化催化剂起活温度≥200℃，其热源需加热炉或4.0MPa的蒸汽，二者相比本专利技术的热源易得，降低了成本(包括固定投资加热设备)和能耗。(3)钛基钴钼或钛基钴钼镍加氢催化剂不受气体中O2、CO、CO2含量的干扰，有抗硫酸盐化的能力。(4)省去了加氢预转化器，增加了多功能精脱硫器，在保证脱硫净化效果的同时工序得到简化；由于预转化催化剂要比多功能催化剂贵几倍，因而降低了脱硫成本，深度精脱硫后会降低后序化工产品的成本和能耗。(5)深度精脱硫的结果是净化度达到0.01ppm，可使甲醇催化剂的寿命延长一倍。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。图中：1、氧化铁粗脱硫器；2、气-气换热器；3、开工加热器；4、一级氢反应器；5、一级氧化锌脱硫器；6、二级加氢反应器；7、二级氧化锌脱硫器；8、多功能精脱硫器。具体实施方式附图是本专利技术的具体实施工艺流程图，通过图和实施例对本专利技术为脱硫工艺装置流程为二级时作具体说明，但并不是对本专利技术的保护范围的限定。实施例1一种合成原料气深度精脱硫工艺的装置，如图1所示：包括氧化铁粗脱硫器1、气-气换热器2、开工加热器3、一级加氢反应器4、一级氧化锌脱硫器5、二级加氢反应器6、二级氧化锌脱硫器7和多功能精脱硫器8，氧化铁粗脱硫器1通过管道依次与气-气换热器2、开工加热器3、一级加氢反应器4、一级氧化锌脱硫器5、二级加氢反应器6、二级氧化锌脱硫器7相连，所述二级氧化锌脱硫器7的出口通过管路与气-气换热器2顶部的另一入口相连，所述气-气换热器2底部的另一出口通过管路与多功能精脱硫器8的入口相连。可根据合成原料气中硫含量的多少和硫形态的复杂程度，脱硫工艺装置流程可以是一级、二级或多级，具体采用哪种工艺应视具体工况而设计。实施例2现以焦炉煤气脱硫为例对本专利技术中的工艺过程进行具体阐述。焦炉煤气是合成原料气中含有机硫多且组成复杂的气源，同时含有O2、CO、CO2组分，气氛效应影响十分明显。粗脱硫后的焦炉煤气，经氧化铁粗脱硫反应器1，将气体中H2S含量降至<10ppm，再经气-气换热器2、开工加热器3，升温到120～150℃(也可随催化剂启活温度调整)，再进入装有钛基钴钼加氢催化剂的一级加氢反应器4，压力为0.1～0.7MPa，温度为120～400℃，在此条件下进行有机硫加氢转化反应，将绝大多数有机硫(诸如COS、CS2、RSH、RSR、C4H4S等)加氢转化为H2S，出一级加氢反应器4后，焦炉煤气进入装有氧化锌脱硫剂的一级氧化锌脱硫器5将H2S脱到≤0.03ppm，再进二级加氢反应器6，让剩余的有机硫再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成原料气深度精脱硫工艺，其特征在于：包括如下步骤：(1)将进工序的合成原料气进行预处理，使合成原料气中H2S含量降至<10ppm；(2)将H2S含量<10ppm的合成原料气经钛基催化剂进行加氢反应，使合成原料气中的有机硫转化为无机硫，即H2S；(3)再将合成原料气经氧化锌脱硫剂，将H2S从合成原料气中脱除；(4)根据硫化物的含量和种类不同重复步骤(2)、(3)使合成原料气中的硫化物含量达到微量；(5)含微量硫化物的合成原料气经多功能精脱硫剂时，将硫化物进一步脱除，从而达到工艺指标要求，即合成原料气的总硫≤0.01ppm。

【技术特征摘要】
1.一种合成原料气深度精脱硫工艺，其特征在于：包括如下步骤：(1)将
进工序的合成原料气进行预处理，使合成原料气中H2S含量降至<10ppm；(2)
将H2S含量<10ppm的合成原料气经钛基催化剂进行加氢反应，使合成原料
气中的有机硫转化为无机硫，即H2S；(3)再将合成原料气经氧化锌脱硫剂，
将H2S从合成原料气中脱除；(4)根据硫化物的含量和种类不同重复步骤(2)、
(3)使合成原料气中的硫化物含量达到微量；(5)含微量硫化物的合成原料气
经多功能精脱硫剂时，将硫化物进一步脱除，从而达到工艺指标要求，即合
成原料气的总硫≤0.01ppm。
2.根据权利要求1所述的合成原料气深度精脱硫工艺，其特征在于：所
述步骤(1)中作为合成原料气的气源为焦炉气、天然气、炼厂气、煤制气、钢
厂转炉气，还包括低温甲醇洗净化后和NHD净化后，气体中总硫＜0.1ppm
的合成原料气。
3.根据权利要求1所述的合成原料气深度精脱硫工艺，其特征在于：所
述步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈炳龙，张文效，姚润生，沈雁鸣，李小军，沈雁军，邢春良，刘丽萍，王忠英，沈雁来，
申请(专利权)人：浙江三龙催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33