联醇和单醇生产的精脱硫技术甲醇催化剂的寿命与生产强度.docVIP

PAGE  PAGE 9 联醇和单醇生产的精脱硫技术 ——甲醇催化剂的寿命与生产强度 孔渝华 王先厚 李仕禄 雷 军 李木林 张清建 陈 健 王贤超 （国家气体净化剂重点工业基地） （湖北省化学研究院气体净化中心 武汉，430074） 摘要：介绍了在联醇、单醇生产中不同精脱硫技术方案的使用，10多年来应用精脱硫技术后单塔联醇催化剂的寿命与生产强度均提高5~10倍，2006年单塔联醇催化剂又创寿命4年4个月与生产强度9270吨甲醇/m3催化剂的最好记录，同时对我国甲醇催化剂的寿命，生产强度与国外先进水平存在的；较大差距提出应对措施。 关键词：精脱硫 甲醇催化剂 寿命 生产强度 我中心开发的以JTL-1（即“夹心饼”工艺）、JTL-4、JTL-5三种精脱硫工艺为核心的常温精脱硫新技术，经10多年，600多套联醇、单醇装置的应用，已经取得巨大的工业应用效果???发表20多篇论文，获得中国专利17项。本文介绍联醇、单醇生产中的精脱硫技术、甲醇催化剂的使用效果（寿命、生产强度）及其与国外先进水平的差距和应对措施。 1 联醇与单醇生产的精脱硫技术 1.1 联醇生产的精脱硫技术 联醇生产精脱硫装置可放在变换气或脱碳气中，与变换气相比，脱碳气的气量减少约20%，其硫含量显著降低，CO2含量低（~0.2%）以致可消除其对精脱硫剂硫容的不利影响。这些因素均可使精脱硫剂的装填量减少，寿命延长，故目前绝大多数联醇生产的精脱硫装置是放在脱碳气中。JTL-1、JTL-4、JTL-5精脱硫工艺的选择主要决定于原料煤种及脱碳方式（见表1），它们的应用数据及其效果过去已有很多论文介绍，可参考有关文献[1]。 表1 联醇生产中精脱硫工艺的选择 煤种脱碳方式精脱硫工艺备注低硫碳化，PC，NHD等JTL-4半水煤气H2S＜1.0g/Nm3高硫PC，NHD等JTL-4碳化JTL-5（少数选用JTL-1）碳化对COS脱除能力弱，高硫煤制气中多有CS2，故选用JTL-5工艺 单醇生产的精脱硫技术：EH-2中温耐硫水解催化剂+JTL-1夹心饼工艺 单醇生产中CO变换和CO2脱碳是部份变换（出口CO为18~22%）和部份脱碳（出口CO2为1~4%）。因CO变换率（~30%）大幅度降低，导致变换气中有机硫COS含量增加约10倍，高达30~100ppm，不仅会污染脱碳溶液，还因CO2脱除率降低而导致脱碳气中有机硫（主要是COS）含量增高，加重了脱碳后常温精脱硫的负荷，这是与联醇生产的重要区别。因此在单醇生产中，不论采用Fe-Cr中变催化剂还是Co-Mo宽变催化剂、不论采用何种脱碳工艺、为脱除较高含量的有机硫COS，多数厂均采用由变换气中加设的EH-2中温耐硫水解催化剂与脱碳后设置的JTL-1“夹心饼”工艺组成的精脱硫技术，取得满意的效果。 精脱硫工艺流程示意图如下: 部份变换 EH-2中温 耐硫水解剂 变换气 湿法脱H2S 部份脱碳 JTL-1夹心饼精脱硫新工艺 甲醇合成 水煤气 或德士古煤气 EH-2中温耐硫水解催化剂的使用位置有二种方案： 1） EH-2催化剂放在变换炉后面的适宜位置（即变换炉外），类似于“中变串低变工艺”中的炉外串联使用模式，如上述流程示意图。 2） EH-2催化剂的位置也可放在变换炉内最后一段，类似于“中变串低变工艺”炉内串联模式，流程示意图如下： 变换催化剂 + EH-2中温耐硫水解剂 变换气湿法脱H2S 部份 脱碳 JTL-1夹心饼 精脱硫工艺 甲醇 合成 水煤气 或德士古煤气 上述二种方案的作用与效果相同，需要注意的是控制合适的EH-2催化剂使用条件（如操作温度为150~200℃）。 1995年针对鲁南化肥厂10万t甲醇/年项目设计中提出的部份变换后高含量COS的脱除问题，我中心开发新型的EH-2抗硫酸盐化有机硫水解催化剂（后改名为EH-2中温耐硫水解催化剂），列为原中国石油化工总公司的重点项目，于1998年通过该总公司主持的技术鉴定，并获得中国发明专利。表2列出的EH-2中温耐硫水解催化剂的使用数据清楚表明，其COS转化率在200℃时可高达90~95%，接近该工况下的平衡转化率，保证了整个精脱硫工艺的畅通。 表2 EH-2中温耐硫水解催化剂的使用数据 （单位：mgS/Nm3，安阳化肥厂[2]） 操作温度 ℃入 口出 口H2SCOSH2SCOSCOS转化率，%20153.04.73620.785.220076.08153.36.891.620244.040.8584.090.220147.278.491.23.395.8