一种转炉煤气脱硫净化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种转炉煤气脱硫净化工艺。转炉煤气原料气首先经过TSA处理，然后进入水解脱硫塔进行脱硫；脱硫后的气体进入脱氧反应器进行脱氧，脱氧后的净化气体分两部分，一部分经循环风机增压后去打循环；一部分经转炉煤气换热、水冷降温却至40℃后去脱碳；脱碳后的气体直接入脱硫塔脱除微量的COS、CS2，然后进入精脱硫塔脱除微量的硫醇及二甲基二硫化物。经此工艺处理后，可满足硫含量小0.1mg/Nm3，氧含量小于30ul/L的技术要求，该工艺具有流程简单，脱硫净化度高、投资及运行费用低的特点。投资及运行费用低的特点。投资及运行费用低的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种转炉煤气脱硫净化工艺


[0001]本专利技术涉及一种转炉煤气脱硫净化工艺。针对转炉煤气中的S、Cl、F、O2等杂质进行脱除净化，净化的气体可以满足其作为原料生产甲醇或乙二醇等化工产品的要求，属煤化工领域。

技术介绍

[0002]转炉煤气是转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，主要组分如表1所示，其中含有为50%左右的CO，具有一定的热值，可以作为燃料气，若作为化工原料，提取其中的CO，与焦炉气联合用于生产甲醇或乙二醇等，则可以创造更大的价值。无论作为燃料或是化工原料，脱硫净化都是其利用的前提。从表1可以看出，转炉煤气中含有大量的杂质，特别是硫化物含量很高，当用于化工原料时，过多的硫化物会引起合成催化剂的中毒失活，过高的氧，会影响后续的PSA催化剂活性。因此，一般要求将转炉煤气的氧含量将至30ul/L，硫含量将至0.1mg/Nm3。
[0003]表1.转炉气组分组分mol%HF（以氟计）≤1mg/Nm3H22As≤1mg/Nm3N223.87CH3SSCH3，mg/Nm
³
1.2CO50H2S，mg/Nm
³
1.3CO222.5COS，mg/Nm
³
10.2AR0CH3SH，mg/Nm
³
0.1CH40.07C4H4S，mg/Nm
³
0.1C2H40.01CS2，mg/Nm
³
2C2H60.01焦油和灰尘≤1mg/Nm3C3H60.01PH3≤1mg/Nm3C3H80.01
ꢀꢀ
1,3丁二烯0.01
ꢀꢀ
环戊二烯0.01
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O21.5
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转炉煤气脱硫方式以传统的
ꢀ“
夹心饼”工艺为主，即在常温下首先进行H2S的脱除，然后提温到80
‑
90℃进行COS的水解反应，将COS转化为H2S，然后降温到常温，再把生成的H2S脱除，这样存在两个弊端：
①“
冷热病”的问题：先升温，然后降温，会造成能耗的增加，运营成本的提高。
②
在转炉煤气氧含量较高的情况下，高温水解极易产生硫酸盐化，造成水解催化剂的寿命显著降低。
[0004]通常的Pd/Al2O3、Pt/Al2O3等贵金属脱氧催化剂在富CO气氛的脱氧反应温度一般在170℃左右，深度脱氧温度高至200℃以上；MoS
‑
CoS
‑ꢀ
Al2O3类的硫化型脱氧剂，其使用温度一般在220℃以上。这两类脱氧催化剂使用时，若入口氧高达1.0%，脱氧反应放热会使床
层温度高于300℃，出现放热的副反，就会导致飞温，使催化剂烧结失活；副反应所产生的碳也会堵塞催化剂孔道，引起催化剂失活。因此，Pd/Al2O3、Pt/Al2O3和MoS
‑
CoS
‑
Al2O3等催化剂不适于转炉气等富CO气脱氧。
[0005]CN108977237B介绍了一种转炉和/或高炉煤气除氧精脱硫的方法，包括如脱硫；混合；脱氧；掺混和精脱硫等步骤。采用将氧气含量较高的煤气与氧气含量低的合格煤气进行混合，然后将混合后的煤气通入脱氧反应器进行脱氧处理，得到合格的再生气，同时将一部分煤气经循环压缩机进行循环，用于氧气含量较高的煤气进行混合，以制得混合气，能够实时在线连续对煤气进行脱氧处理。该专利介绍了脱氧方式，但没有设计到脱氧催化剂种类及反应器类型，并且没有提供脱氧精度及脱硫精度，工业应用的参考价值不大。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术的不足，本专利技术开出了一种转炉气脱硫净化工艺，具体技术方案如下：一定量的转炉煤气首先经过TSA处理，然后与脱氧后的气体经过换热器E
‑
101换热提温至50
‑
60℃后进入水解脱硫塔R
‑
101，用于脱除气体中的H2S及COS。脱硫后的气体经过转炉煤气开工加热器E
‑
102后进入脱氧反应器R
‑
102，考虑到转炉煤气氧含量较高，且氧含量波动较大的状况，采用部分循环工艺，降低入口氧含量，脱氧反应器采用内换热型均温反应器，可降低床层温升，减少循环气量。为使脱氧剂在较低的温度下长期稳定运行，循环风机进出口设副线，控制入口氧含量0.75%左右，脱氧出口温度不高于160℃。R
‑
102脱氧后的循环气经转炉煤气水冷器EC
‑
101降温后与R
‑
101精脱硫后的气体与混合后控制脱氧入口温度55℃。脱氧后的气体一部分经净化气换热器EC
‑
101换热降温，经循环风机K
‑
101增压去打循环；一部分经转炉煤气换热器E
‑
101与来自TSA转炉煤气原料气换热降温，水冷器EC
‑
102冷却至40℃后去脱碳。脱碳采用MDEA脱碳，脱碳后的气体中仍然含有少量的硫化物，无法满足总硫小于0.1mg/Nm3的技术要求，需要进行进一步脱除处理，脱碳气直接入脱硫塔R
‑
103,塔内装有W312脱硫剂，用于脱除微量的COS、CS2，然后进入精脱硫塔R
‑
104, R104设并联的两个反应器R104A、R104B塔，内装有W106脱硫剂，用于微量的硫醇及二甲基二硫化物。W106精脱硫剂再生使用，再生条件：采用装置解析，再生气量3000
‑
5000Nm3/h，再生温度200℃，再生周期15
‑
20天/次，再生时间48小时/次。经此工艺处理后，可满足硫含量小0.1mg/Nm3，氧含量小于30ul/L的技术要求。脱硫脱氧后的净化气去下一工段。
[0007]有益效果：
⑴
多级水解转化吸收精脱硫新工艺：传统的转炉煤气脱硫方式以“夹心饼”工艺为主，即在常温下首先进行H2S的脱除，然后提温到60
‑
90℃进行COS的水解反应，将COS转化为H2S，然后降温到常温，再把生成的H2S脱除，这样存在两个弊端：
①“
冷热病”的问题：先升温，然后降温，会造成能耗的增加，运营成本的提高。
②
在转炉煤气氧含量较高的情况下，传统水解催化剂极易产生硫酸盐化中毒，造成水解催化剂的寿命显著降低。采用耐高氧含量的水解催化剂，克服了传统水解催化剂容易发生硫酸盐化的缺点。同时采用与之配套的可以在较高温度下使用的脱硫剂，该脱硫剂可以和水解催化剂在相同的温度下使用，采用多级水解脱硫工艺，运行过程不需要反复提温和降温，大大降低能耗。脱氧后气体采用W106硫醇硫醚精脱硫剂最后把关，可以脱除气体中残留的微量的硫醇、硫醚等不易脱除的硫化物，确保精脱硫后总硫＜0.1mg/Nm3，避免后工段催化剂中毒失活。
⑵
新型非贵金属耐
CH3SSCH3，mg/Nm
³
1.2H2S，mg/Nm
³
1.3CO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉煤气脱硫净化工艺，其特征在于包括如下步骤：
⑴
转炉煤气原料气首先经过TSA处理，然后经换热提温至50
‑
60℃后进入水解脱硫塔（R
‑
101）进行脱硫；
⑵
脱硫后的气体进入脱氧反应器（R
‑
102）进行脱氧，脱氧后的净化气体分两部分，一部分经循环风机（K
‑
101）增压后去打循环；一部分经转炉煤气换热、水冷降温却至40℃后去脱碳；
⑶
脱碳后的气体直接入脱硫塔（R
‑
103）脱除微量的COS、CS2，然后进入精脱硫塔（R
‑
104）脱除微量的硫醇及二甲基二硫化物。2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：水解脱硫塔采用层级装填的方式，自下而上每30
‑
80cm间隔装填水解催化剂和脱硫剂。3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：脱氧反应器采用内换热式的U型管或列管均温反应器。4.如权利要求1或3所述的工艺，其特征在于：脱氧反应器内装填以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑜，王泽，张先茂，王国兴，赵志杰，金建涛，周正，王天元，王骥飞，陈凯，
申请(专利权)人：武汉科林化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：