CN109485018A - 一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺 - Google Patents
一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109485018A CN109485018A CN201811648478.XA CN201811648478A CN109485018A CN 109485018 A CN109485018 A CN 109485018A CN 201811648478 A CN201811648478 A CN 201811648478A CN 109485018 A CN109485018 A CN 109485018A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- sulphur
- temperature
- sulfur
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/027—Recovery of sulfur from material containing elemental sulfur, e.g. luxmasses or sulfur containing ores; Purification of the recovered sulfur
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本发明提供了一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺。首先对反应器和系统氮气升温系统进行置换,然后采用氮气对硫回收催化剂床层进行升温;回收硫磺停工后进行扫硫,控制反应器入口加热器的温度,通过中压蒸汽进行加热保证床层的入口温度在120~260℃,床层温度控制在120~260℃进行扫硫,床层出口H2S、S体积含量<0.01%,系统冷凝液器导淋回收排放没有液硫出来时,氮气扫硫结束。采用本发明能够完成催化剂开车满足活性温度,硫回收催化剂升温过程及停车扫硫过程中,从根本上规避焚烧副反应的发生,从而杜绝积碳、水汽对催化剂活性的影响。另外,采用惰性气体氮气作为扫硫载体,从根源上消除了泄漏带来的不安全因素,实现本质安全。
Description
技术领域
本发明属于酸气制硫磺技术领域,具体涉及一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺。
背景技术
煤制甲醇过程中,为防止甲醇合成用催化剂硫中毒失活,前工序对合成气净化脱硫是必不可少的过程。煤制甲醇的硫回收装置在生产过程中,硫回收装置在每次投入生产前均需要催化剂的升温工作,使催化剂具备反应活性。硫回收装置生产过程包括投用前的催化剂升温和停运后系统扫硫两项必要工作,以保持硫回收装置硫磺回收催化剂活性。
目前,硫回收用催化剂的升温和停运后扫硫方法均是采用硫回收装置配套燃烧炉焚烧燃料气提供高温烟气升温,其燃料气焚烧过程发生的主要化学反应如下:
2CO+O2→CO2 (1)
CH4+2O2→CO2+2H2O (2)
2H2+O2→2H2O (3)
C2H6O+3O2→2CO2+3H2O (4)
利用上述方法焚烧燃料气对硫回收装置催化剂升温和停运后扫硫过程,主要存在以下问题:1、氢气存在泄露可能引起着火甚至爆炸等不安全因素;2、一氧化碳存在泄露可能中毒严重时引起着火甚至爆炸等不安全因素;3、在升温过程中有水汽生成,高温出现气态水对硫化氢装置容易形成亚硫酸腐蚀,影响设备管线材质的使用寿命,且当催化剂床层处于低温阶段时水汽凝结成液体水影响催化剂活性;4、升温中焚烧需要氧气存在,系统氧含量控制不当容易造成催化剂中S离子发生氧化反应,导致催化剂床层温度大幅波动,极易出现超温现象,加大了整个扫硫过程的操作难度,同时容易引发安全事故;5、通过焚烧反应提供高温气体时,焚烧控制过程中易出现局部不完全燃烧,出现碳化反应,在催化剂微孔间形成积碳,固体碳堵塞催化剂微孔,影响其催化活性;6、扫硫过程中上述的焚烧反应后的混合气体中水的存在,会导致扫硫过程中局部催化剂床层温度降低,液态硫重新固化成硫磺粉末,不仅增加了扫硫难度,而且会造成后续输送管道的堵塞,影响装置的正常运行。
由此可知,利用现有技术对硫回收催化剂投入生产前的升温或停运后的扫硫时,会出现上述影响催化剂活性及装置运行不安全因素等缺陷,不但增加装置操作控制难度,而且无法规避装置运行风险。
发明内容
本发明针对的技术问题是:在煤制甲醇工序前期合成气净化装置的硫回收过程中,硫回收用催化剂的升温和停运后扫硫方法,均是采用硫回收装置配套燃烧炉焚烧燃料气提供高温烟气升温。
针对高温焚烧反应过程中积碳、水汽、堵塞等不利于硫回收装置催化剂升温和扫硫的因素和高温焚烧反应操作控制过程中的超温、过氧、泄漏等不安全因素。本发明提供了一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺。该工艺完全避免了催化剂升温过程中积碳、水汽、堵塞的存在,规避过程中的安全隐患,解决了现有硫回收装置中存在的难题。
本发明是通过以下方案实现的一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,包括催化剂的升温、单质硫磺的合成、装置停运后扫硫,具体包括以下步骤:
(1)催化剂的升温:
对硫回收和氮气升温系统进行置换,当硫回收催化剂开始升温前气体分析指标达到可燃气体体积含量≤0.05%时置换结束;置换合格标准为系统中CO、H2、H2S、CH3OH总体积含量≤0.05%;
利用氮气加热器以30~40℃/h的升温速率对硫回收装置催化剂床层进行升温,催化剂床层入口温度升至80±10℃时,恒温2小时脱除物理吸附水,同时拉平催化剂各层温度;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至120±10℃,恒温2小时同时拉平催化剂各层温度脱除其化学水;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至210±10℃,恒温2小时拉平催化剂床层温度,保持催化剂床层温度在210±10℃,催化剂氮气升温结束;
(2)装置投料生产:
催化剂升温完成后,采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收;
(3)装置停车扫硫
正常运行期间,硫蒸汽被吸入到催化剂毛细孔内,停车后若不及时将残留的硫蒸汽脱除,系统温度降低后硫蒸气冷凝将导致催化剂微孔堵塞,所以需要将系统内残留的硫脱除,简称扫硫。
在停车半小时前,将反应器的入口温度提高至260±10℃,并在这个温度下运行48小时。这样可使硫从较大的催化剂毛细孔中分离出来,通过硫磺冷凝器凝固,排放到液硫池里,这种操作被称为“热浸”。在260±10℃下工作48小时后,停止供应酸性气,用高温氮气(200±10℃)吹扫系统一个小时后扫硫结束。
进一步的,步骤(2)所述的采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收,具体如下:
来自前工序的酸性气经过酸性气分离去除液体后酸气预热器加热至220℃进入燃烧炉的主烧嘴;助燃空气预热至220℃后进入燃烧炉的主烧嘴,在燃烧炉发生的主要反应为:
H2S+3/2O2→SO2+H2O
H2S+1/2SO2→H2O+3/4S2
燃烧炉后的高温气体先在第一废热锅炉副产蒸汽降温后,进入冷凝器降温至165℃,并在此分离出液硫;从冷凝器出来的气体经过再热器升温至230℃进入反应器进行催化反应,反应器内装填钛基催化剂;在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺,脱硫磺后的气体预热至190℃进入还原反应器进行还原反应;主要反应为:
SO2+2H2→S+2H2O
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺。原料气在燃烧炉燃烧反应产生的H2量,能够满足催化还原反应的需要,无需其它氢源。通过H2S/SO2在线比值分析仪分析的过程气体硫化氢浓度配入的空气混合加热到220±10℃进入催化氧化级反应器进行催化反应。反应器内装填钛基催化剂,在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
2H2S+O2→2/x Sx+2H2O
反应产生的热量由反应器内置的水冷系统通过汽包副产蒸汽降温。反应气出反应器后继续进入冷凝器冷凝出气体中的硫后再进入硫分离器,分离器的气体进入尾气焚烧炉进行焚烧,将气体中的硫化物转化成二氧化硫,气体经余热回收后,进入锅炉给水预热器降温后送锅炉脱硫系统;
该过程中,所有冷凝分离下来的液体硫磺先进入液硫封,再流入液硫池,通过液硫泵将液硫送至硫磺造粒机,制成固体硫磺颗粒包装。
进一步的,步骤(1)所述催化剂升温及步骤(3)所述扫硫过程中所用氮气中各组分的体积百分含量分别为:氮气70~100%,硫化氢0~29%,硫含量0~1%。
一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,包括催化剂的升温、单质硫磺的合成、装置停运后扫硫,包括以下步骤:
(1)催化剂的升温:
对硫回收和氮气升温系统进行置换,当硫回收催化剂开始升温前气体分析指标达到可燃气体体积含量≤0.05%时置换结束;
利用氮气加热器以30~40℃/h的升温速率对硫回收装置催化剂床层进行升温,催化剂床层入口温度升至80±10℃时,恒温2小时脱除物理吸附水,同时拉平催化剂各层温度;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至120±10℃,恒温2小时同时拉平催化剂各层温度脱除其化学水;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至210±10℃,恒温2小时拉平催化剂床层温度,保持催化剂床层温度在210±10℃,催化剂氮气升温结束;
(2)装置投料生产:
催化剂升温完成后,采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收;
(3)装置停车扫硫:
硫单质完全生成后,反应器催化剂切气(切换为氮气)中保温,保温隔离酸气、空气后,打开氮气管线阀开始扫硫;控制加入氮气的流量为1000Nm3/h,逐渐使催化剂表面集聚的硫通过气体带出,同时控制系统压力稳定(小于50KPa,优选为20~50KPa),控制冷凝器出口压力为0.4MPa,温度为120~160℃,来保证带出来硫磺形成液态。系统压力升高时通过去尾气管线阀进行控制;
控制反应器入口及加热器出口的温度为120~260℃,通过中压蒸汽进行加热保证床层的入口温度在120~260℃,床层温度控制在120~260℃(反应器催化剂扫硫流程可以应用在一级克劳斯反应工艺、二级反应器催化剂工艺、三级反应器催化剂工艺)开始进行扫硫,此时定时分析床层出口H2S、S含量的体积,每小时分析一次,维持床层出口H2S、S体积含量,使其逐渐降低直到含量<0.01%;
当系统硫冷器导淋回收排放没有液硫排出时,氮气扫硫结束;
在120~260℃床层温度的条件下,没有硫磺排出后逐渐降低温度至130℃,定时分析床层出口H2S、S含量的体积,每小时分析一次,使H2S、硫体积含量<0.01%;系统硫冷器全部导淋、分离器、尾气管线回收排放没有液硫出来时,氮气扫硫保持4小时恒温扫硫后结束。
进一步的,步骤(2)所述的采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收,具体如下:来自前工序的酸性气经过酸性气分离去除液体后酸气预热器加热至220℃进入主烧嘴;助燃空气预热至220℃后进入主烧嘴,在燃烧炉发生的主要反应为:
H2S+3/2O2→SO2+H2O
H2S+1/2SO2→H2O+3/4S2
燃烧炉后的高温气体先在第一废热锅炉副产蒸汽降温后,进入冷凝器降温至165℃,并在此分离出液硫;从冷凝器出来的气体经过再热器升温至230℃进入反应器进行催化反应,在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺,脱硫磺后的气体预热至190℃进入还原反应器进行还原反应;主要反应为:
SO2+2H2→S+2H2O
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺;通过H2S/SO2在线比值分析仪分析过程气体硫化氢浓度配入的空气混合加热到220±10℃进入催化氧化级反应器进行催化反应;在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
2H2S+O2→2/x Sx+2H2O
反应气出反应器后继续进入冷凝器冷凝出气体中的硫后再进入硫分离器,分离器的气体进入尾气焚烧炉进行焚烧,将气体中的硫化物转化成二氧化硫,气体经余热回收后,进入锅炉给水预热器降温后送锅炉脱硫系统;
该过程中,所有冷凝分离下来的液体硫磺先进入液硫封,再流入液硫池,通过液硫泵将液硫送至硫磺造粒机,制成固体硫磺颗粒包装。
进一步的,步骤(1)所述催化剂升温及步骤(3)所述扫硫过程中所用氮气中各组分的体积百分含量分别为:氮气70~100%,硫化氢0~29%,硫含量0~1%。
与现有技术相比,本发明具有以下积极有益效果
采用本发明技术方案进行煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,硫回收催化剂升温过程及停车扫硫过程中,均能够避免焚烧副反应、水汽、积碳、堵塞等问题,同时避免操作控制不当导致催化剂超温失活。确保催化剂床层温度变化平稳,且便于操作控制,降低了生产过程中出现泄漏等风险。
采用本发明技术方案进行煤制甲醇合成气净化硫回收工艺在催化剂升温过程中,控制反应器催化剂床层温升梯度恒定,确保催化剂床层温升均匀,避免催化剂床层温度失衡局部超温。在停车扫硫过程中,利用惰性气体氮气为载体,避免了利用焚烧高温气为载体的弊端,同时以恒定的降温梯度逐步退出高温氮气载体,避免硫回收催化剂颗粒因局部温度落差大脆裂失活;扫硫时控制床层温度保持在200±10℃,不但能够有效保证液硫回收、避免硫固化成硫磺粉堵塞催化剂微孔,而且更有利于扫硫的进行,高温氮气温度与催化剂生产运行时温度(230℃)接近,规避了温度落差大的不利因素,对催化剂活性不影响。扫硫阶段保持系统温度200±10℃,为装置恢复生产提供有利条件,短期停车不需要再进行催化剂床层升温,便于恢复生产。
采用本发明技术方案进行煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,硫回收催化剂升温过程及停车扫硫过程中,从根本上规避焚烧副反应的发生,从而杜绝积碳、水汽对催化剂活性的影响。另外,采用惰性气体氮气作为扫硫载体,从根源上消除了泄漏带来的不安全因素,实现本质安全。
采用本发明技术方案进行煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,硫回收催化剂升温过程及停车扫硫过程中,利用低压蒸汽作为氮气加热器热源,工艺条件温和,操作控制简便,设备结构简单,投资成本较低,投入实施高效。
附图说明
图1为本发明工艺流程图之一;
图2为本发明工艺流程图之二;
图3为本发明工艺流程图之三。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明,但是并不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,包括催化剂的升温、单质硫磺的合成、装置停运后扫硫,具体包括以下步骤:
(1)催化剂的升温:
对硫回收和氮气升温系统进行置换,当硫回收催化剂开始升温前气体分析指标达到可燃气体体积含量≤0.05%时置换结束;置换合格标准为系统中CO、H2、H2S、CH3OH总体积含量≤0.05%;
利用氮气加热器以30~40℃/h的升温速率对硫回收装置催化剂床层进行升温,催化剂床层入口温度升至80±10℃时,恒温2小时脱除物理吸附水,同时拉平催化剂各层温度;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至120±10℃,恒温2小时同时拉平催化剂各层温度脱除其化学水;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至210±10℃,恒温2小时拉平催化剂床层温度,保持催化剂床层温度在210±10℃,催化剂氮气升温结束;
(2)装置投料生产:
催化剂升温完成后,利用常规工艺采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收;具体如下:
来自前工序的酸性气经过酸性气分离去除液体后酸气预热器加热至220℃进入燃烧炉的主烧嘴;助燃空气预热至220℃后进入燃烧炉的主烧嘴,在燃烧炉发生的主要反应为:
H2S+3/2O2→SO2+H2O
H2S+1/2SO2→H2O+3/4S2
燃烧炉后的高温气体先在第一废热锅炉副产蒸汽降温后,进入冷凝器降温至165℃,并在此分离出液硫;从冷凝器出来的气体经过再热器升温至230℃进入反应器进行催化反应,反应器内装填钛基催化剂;在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺,脱硫磺后的气体预热至190℃进入还原反应器进行还原反应;主要反应为:
SO2+2H2→S+2H2O
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺。原料气在燃烧炉燃烧反应产生的H2量,能够满足催化还原反应的需要,无需其它氢源。通过H2S/SO2在线比值分析仪分析的过程气体硫化氢浓度配入的空气混合加热到220±10℃进入催化氧化级反应器进行催化反应。反应器内装填钛基催化剂,在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
2H2S+O2→2/x Sx+2H2O
反应产生的热量由反应器内置的水冷系统通过汽包副产蒸汽降温。反应气出反应器后继续进入冷凝器冷凝出气体中的硫后再进入硫分离器,分离器的气体进入尾气焚烧炉进行焚烧,将气体中的硫化物转化成二氧化硫,气体经余热回收后,进入锅炉给水预热器降温后送锅炉脱硫系统;
该过程中,所有冷凝分离下来的液体硫磺先进入液硫封,再流入液硫池,通过液硫泵将液硫送至硫磺造粒机,制成固体硫磺颗粒包装;
(3)装置停车扫硫
在停车半小时前,将反应器的入口温度提高至260±10℃,并在这个温度下运行48小时。这样可使硫从较大的催化剂毛细孔中分离出来,通过硫磺冷凝器凝固,排放到液硫池里,这种操作被称为“热浸”。在260±10℃下工作48小时后,停止供应酸性气,用高温氮气(200±10℃)吹扫系统一个小时后扫硫结束。
该过程中,步骤(1)所述催化剂升温及步骤(3)所述扫硫过程中所用氮气中各组分的体积百分含量为:氮气70%,硫化氢29%,硫含量1%。
即完成煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,该工艺过程从根本上规避焚烧副反应的发生,杜绝了积碳、水汽对催化剂活性的影响。另外,采用惰性气体氮气作为扫硫载体,从根源上消除了泄漏带来的不安全因素,实现本质安全。
实施例2
一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,包括催化剂的升温、单质硫磺的合成、装置停运后扫硫,包括以下步骤:
(1)催化剂的升温:
对硫回收和氮气升温系统进行置换,当硫回收催化剂开始升温前气体分析指标达到可燃气体体积含量≤0.05%时置换结束;
利用氮气加热器以30~40℃/h的升温速率对硫回收装置催化剂床层进行升温,催化剂床层入口温度升至80±10℃时,恒温2小时脱除物理吸附水,同时拉平催化剂各层温度;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至120±10℃,恒温2小时同时拉平催化剂各层温度脱除其化学水;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至210±10℃,恒温2小时拉平催化剂床层温度,保持催化剂床层温度在210±10℃,催化剂氮气升温结束;
(2)装置投料生产:
催化剂升温完成后,利用常规方法采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收;具体如下:
来自前工序的酸性气经过酸性气分离去除液体后酸气预热器加热至220℃进入主烧嘴;助燃空气预热至220℃后进入主烧嘴,在燃烧炉发生的主要反应为:
H2S+3/2O2→SO2+H2O
H2S+1/2SO2→H2O+3/4S2
燃烧炉后的高温气体先在第一废热锅炉副产蒸汽降温后,进入冷凝器降温至165℃,并在此分离出液硫;从冷凝器出来的气体经过再热器升温至230℃进入反应器进行催化反应,在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺,脱硫磺后的气体预热至190℃进入还原反应器进行还原反应;主要反应为:
SO2+2H2→S+2H2O
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺;通过H2S/SO2在线比值分析仪分析过程气体硫化氢浓度配入的空气混合加热到220±10℃进入催化氧化级反应器进行催化反应;在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
2H2S+O2→2/x Sx+2H2O
反应气出反应器后继续进入冷凝器冷凝出气体中的硫后再进入硫分离器,分离器的气体进入尾气焚烧炉进行焚烧,将气体中的硫化物转化成二氧化硫,气体经余热回收后,进入锅炉给水预热器降温后送锅炉脱硫系统;
该过程中,所有冷凝分离下来的液体硫磺先进入液硫封,再流入液硫池,通过液硫泵将液硫送至硫磺造粒机,制成固体硫磺颗粒包装;
(3)装置停车扫硫:
硫单质完全生成后,反应器催化剂切气(切换为氮气)中保温,保温隔离酸气、空气后,打开氮气管线阀开始扫硫;控制加入氮气的流量为1000Nm3/h,逐渐使催化剂表面集聚的硫通过气体带出,同时控制系统压力稳定(小于50KPa),控制冷凝器出口压力为0.4MPa,温度为120~160℃,来保证带出来硫磺形成液态。系统压力升高时通过去尾气管线阀进行控制;
控制反应器入口及加热器出口的温度为120~260℃,通过中压蒸汽进行加热保证床层的入口温度在120~260℃,床层温度控制在120~260℃(反应器催化剂扫硫流程可以应用在一级克劳斯反应工艺、二级反应器催化剂工艺、三级反应器催化剂工艺)开始进行扫硫,此时定时分析床层出口H2S、S含量的体积,每小时分析一次,维持床层出口H2S、S体积含量,使其逐渐降低直到含量<0.01%;
当系统硫冷器导淋回收排放没有液硫排出时,氮气扫硫结束;
在120~260℃床层温度的条件下,没有硫磺排出后逐渐降低温度至130℃,定时分析床层出口H2S、S含量的体积,每小时分析一次,使H2S、硫体积含量<0.01%;系统硫冷器全部导淋、分离器、尾气管线回收排放没有液硫出来时,氮气扫硫保持4小时恒温扫硫后结束。
该硫回收工艺过程中,步骤(1)所述催化剂升温及步骤(3)所述扫硫过程中所用氮气中各组分的体积百分含量为:氮气99%、硫含量1%。
即完成煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,该工艺过程从根本上规避焚烧副反应的发生,杜绝了积碳、水汽对催化剂活性的影响。另外,采用惰性气体氮气作为扫硫载体,从根源上消除了泄漏带来的不安全因素,实现本质安全。
上述实施例对本发明技术方案进行了详细说明。显然,本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例,熟悉本技术领域的人员还可以据此作出多种变化,但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,包括催化剂的升温、单质硫磺的合成、装置停运后扫硫,其特征在于,包括以下步骤:
(1)催化剂的升温:
对硫回收和氮气升温系统进行置换,当硫回收催化剂开始升温前气体分析指标达到可燃气体体积含量≤0.05%时置换结束;
利用氮气加热器以30~40℃/h的升温速率对硫回收装置催化剂床层进行升温,催化剂床层入口温度升至80±10℃时,恒温2小时脱除物理吸附水,同时拉平催化剂各层温度;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至120±10℃,恒温2小时同时拉平催化剂各层温度脱除其化学水;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至210±10℃,恒温2小时拉平催化剂床层温度,保持催化剂床层温度在210±10℃,催化剂氮气升温结束;
(2)装置投料生产:
催化剂升温完成后,采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收;
(3)装置停车扫硫:
在停车前半小时,将反应器的入口温度提高至260±10℃,并在这个温度下运行48小时,在260±10℃下工作48小时后,停止供应酸性气,用200±10℃的高温氮气吹扫系统1小时后扫硫结束。
2.根据权利要求1所述的煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,其特征在于,步骤(2)所述的采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收,具体如下:来自前工序的酸性气经过酸性气分离去除液体后酸气预热器加热至220℃进入主烧嘴;助燃空气预热至220℃后进入主烧嘴,在燃烧炉发生的主要反应为:
H2S+3/2O2→SO2+H2O
H2S+1/2SO2→H2O+3/4S2
燃烧炉后的高温气体先在第一废热锅炉副产蒸汽降温后,进入冷凝器降温至165℃,并在此分离出液硫;从冷凝器出来的气体经过再热器升温至230℃进入反应器进行催化反应,在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺,脱硫磺后的气体预热至190℃进入还原反应器进行还原反应;主要反应为:
SO2+2H2→S+2H2O
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺;通过H2S/SO2在线比值分析仪分析过程气体硫化氢浓度配入的空气混合加热到220±10℃进入催化氧化级反应器进行催化反应;在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
2H2S+O2→2/x Sx+2H2O
反应气出反应器后继续进入冷凝器冷凝出气体中的硫后再进入硫分离器,分离器的气体进入尾气焚烧炉进行焚烧,将气体中的硫化物转化成二氧化硫,气体经余热回收后,进入锅炉给水预热器降温后送锅炉脱硫系统;
该过程中,所有冷凝分离下来的液体硫磺先进入液硫封,再流入液硫池,通过液硫泵将液硫送至硫磺造粒机,制成固体硫磺颗粒包装。
3.根据权利要求1所述的煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,其特征在于,步骤(1)所述催化剂升温及步骤(3)所述扫硫过程中所用氮气中各组分的体积百分含量分别为:氮气70~100%,硫化氢0~29%,硫含量0~1%。
4.一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,包括催化剂的升温、单质硫磺的合成、装置停运后扫硫,其特征在于,包括以下步骤:
(1)催化剂的升温:
对硫回收和氮气升温系统进行置换,当硫回收催化剂开始升温前气体分析指标达到可燃气体体积含量≤0.05%时置换结束;
利用氮气加热器以30~40℃/h的升温速率对硫回收装置催化剂床层进行升温,催化剂床层入口温度升至80±10℃时,恒温2小时脱除物理吸附水,同时拉平催化剂各层温度;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至120±10℃,恒温2小时同时拉平催化剂各层温度脱除其化学水;以30~40℃/h的升温速率控制催化剂床层入口温度升至210±10℃,恒温2小时拉平催化剂床层温度,保持催化剂床层温度在210±10℃,催化剂氮气升温结束;
(2)装置投料生产:
催化剂升温完成后,采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收;
(3)装置停车扫硫:
硫单质完全生成后,反应器催化剂切气保温,保温隔离酸气、空气后,打开氮气管线阀开始扫硫;控制加入氮气的流量为1000Nm3/h,同时控制系统压力稳定,控制冷凝器出口压力为0.4MPa,温度为120~160℃,来保证带出来硫磺形成液态;
控制反应器入口的温度为120~260℃,通过中压蒸汽进行加热保证床层的入口温度在120~260℃,床层温度控制在120~260℃开始进行扫硫,此时定时分析床层出口H2S、S含量的体积,每小时分析一次,维持床层出口H2S、S体积含量,使其逐渐降低直到含量<0.01%;当系统硫冷器导淋回收排放没有液硫排出时,氮气扫硫结束;
在120~260℃床层温度的条件下,没有硫磺排出后逐渐降低温度至130℃,定时分析床层出口H2S、S含量的体积,每小时分析一次,使H2S、硫体积含量<0.01%;系统硫冷器全部导淋、分离器、尾气管线回收排放没有液硫出来时,氮气扫硫保持4小时恒温扫硫后结束。
5.根据权利要求4所述的煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,其特征在于,步骤(2)所述的采用分离液体后的酸性气体及助燃空气进行固体硫磺的回收,具体如下:来自前工序的酸性气经过酸性气分离去除液体后酸气预热器加热至220℃进入主烧嘴;助燃空气预热至220℃后进入主烧嘴,在燃烧炉发生的主要反应为:
H2S+3/2O2→SO2+H2O
H2S+1/2SO2→H2O+3/4S2
燃烧炉后的高温气体先在第一废热锅炉副产蒸汽降温后,进入冷凝器降温至165℃,并在此分离出液硫;从冷凝器出来的气体经过再热器升温至230℃进入反应器进行催化反应,在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺,脱硫磺后的气体预热至190℃进入还原反应器进行还原反应;主要反应为:
SO2+2H2→S+2H2O
反应后的气体进入冷凝器降温至165℃回收硫磺;通过H2S/SO2在线比值分析仪分析过程气体硫化氢浓度配入的空气混合加热到220±10℃进入催化氧化级反应器进行催化反应;在反应器中主要的化学反应是:
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
COS+H2O→H2S+CO2
2H2S+O2→2/x Sx+2H2O
反应气出反应器后继续进入冷凝器冷凝出气体中的硫后再进入硫分离器,分离器的气体进入尾气焚烧炉进行焚烧,将气体中的硫化物转化成二氧化硫,气体经余热回收后,进入锅炉给水预热器降温后送锅炉脱硫系统;
该过程中,所有冷凝分离下来的液体硫磺先进入液硫封,再流入液硫池,通过液硫泵将液硫送至硫磺造粒机,制成固体硫磺颗粒包装。
6.根据权利要求4所述的煤制甲醇合成气净化硫回收工艺,其特征在于,步骤(1)所述催化剂升温及步骤(3)所述扫硫过程中所用氮气中各组分的体积百分含量分别为:氮气70~100%,硫化氢0~29%,硫含量0~1%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811648478.XA CN109485018B (zh) | 2018-12-30 | 2018-12-30 | 一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811648478.XA CN109485018B (zh) | 2018-12-30 | 2018-12-30 | 一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109485018A true CN109485018A (zh) | 2019-03-19 |
CN109485018B CN109485018B (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=65713685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811648478.XA Active CN109485018B (zh) | 2018-12-30 | 2018-12-30 | 一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109485018B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110330052A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-15 | 攀钢集团钛业有限责任公司 | 四氯化钛蒸汽循环利用装置及使用方法 |
CN113281213A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-08-20 | 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 | 除钒效率检测方法及装置 |
CN114275741A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-05 | 镇海石化工程股份有限公司 | 硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法 |
CN115304034A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-11-08 | 新乡中新化工有限责任公司 | 一种克劳斯硫回收装置氮气管线的应用系统及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004007358A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Research Triangle Institute | Method of removing and recovering elemental sulfur from highly reducing gas streams containing sulfur gases |
CN103159187A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-06-19 | 山东三维石化工程股份有限公司青岛分公司 | 硫磺回收及尾气处理装置停工清洁生产工艺 |
CN106000477A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-12 | 河南龙宇煤化工有限公司 | 一种煤制甲醇过程中变换催化剂的硫化方法 |
CN106554000A (zh) * | 2015-09-30 | 2017-04-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 硫磺装置绿色停工方法 |
CN108163817A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-06-15 | 上海应用技术大学 | 一种降低so2排放浓度的硫磺回收工艺 |
-
2018
- 2018-12-30 CN CN201811648478.XA patent/CN109485018B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004007358A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Research Triangle Institute | Method of removing and recovering elemental sulfur from highly reducing gas streams containing sulfur gases |
CN103159187A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-06-19 | 山东三维石化工程股份有限公司青岛分公司 | 硫磺回收及尾气处理装置停工清洁生产工艺 |
CN106554000A (zh) * | 2015-09-30 | 2017-04-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 硫磺装置绿色停工方法 |
CN106000477A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-12 | 河南龙宇煤化工有限公司 | 一种煤制甲醇过程中变换催化剂的硫化方法 |
CN108163817A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-06-15 | 上海应用技术大学 | 一种降低so2排放浓度的硫磺回收工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘海洋等: "煤化工超级克劳斯工艺生产经验总结", 《广东化工》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110330052A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-15 | 攀钢集团钛业有限责任公司 | 四氯化钛蒸汽循环利用装置及使用方法 |
CN113281213A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-08-20 | 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 | 除钒效率检测方法及装置 |
CN114275741A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-05 | 镇海石化工程股份有限公司 | 硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法 |
CN114275741B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-12-19 | 镇海石化工程股份有限公司 | 硫磺回收装置烟气污染物零排放停工方法 |
CN115304034A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-11-08 | 新乡中新化工有限责任公司 | 一种克劳斯硫回收装置氮气管线的应用系统及方法 |
CN115304034B (zh) * | 2022-08-02 | 2024-01-26 | 新乡中新化工有限责任公司 | 一种克劳斯硫回收装置氮气管线的应用系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109485018B (zh) | 2020-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109485018A (zh) | 一种煤制甲醇合成气净化硫回收工艺 | |
CN102910593B (zh) | 酸性气废气处理系统及处理方法 | |
CN112403258B (zh) | 一种烟气脱一氧化碳脱硝的系统及方法 | |
CN102942162B (zh) | 硫回收尾气液相处理工艺 | |
US8506917B2 (en) | Gas treatment method and apparatus for circulating fluidized-bed gasification system | |
TW200407189A (en) | Selective catalytic reduction of NOx enabled by side stream urea decomposition | |
CN109569290B (zh) | 硫磺尾气排放处理工艺及装置 | |
US4180554A (en) | Method for removal of sulfur deposited on a Claus catalyst | |
CN107014217A (zh) | 焦化厂焦炉煤气利用与烟气处理系统及其处理方法 | |
CN108704463A (zh) | 一种烧结烟气脱硫脱硝、烟气消白综合处理系统及工艺 | |
CN107890884A (zh) | 一种应用于生活垃圾焚烧的scr催化剂原位再生装置 | |
CN101193690A (zh) | 燃料气体的处理 | |
CN110496527A (zh) | 一种焦炉烟道废气脱硫脱硝的方法 | |
CN106554000B (zh) | 硫磺装置绿色停工方法 | |
CN202864918U (zh) | 酸性气废气处理系统 | |
CN105665035B (zh) | 一种硫磺回收加氢催化剂无排放预硫化工艺及装置 | |
CN208711403U (zh) | 含硫气体的处理系统 | |
CN112403224B (zh) | 一种co氧化协同脱硝系统及方法 | |
JP2004345904A (ja) | 硫黄回収方法及び硫黄回収装置 | |
CN106382824A (zh) | 一种新型管式加热炉余热回收系统及方法 | |
CN108178132B (zh) | 一种二硫化碳生产中的硫回收方法及设备 | |
CN112403221B (zh) | 一种烟气脱硝脱碳处理系统及方法 | |
CN208583168U (zh) | 一种烧结烟气脱硫脱硝、烟气消白综合处理系统 | |
CN208287803U (zh) | 一种用于活性炭再生的脱硫脱硝后烟气载气装置 | |
CN206875996U (zh) | 焦化厂焦炉煤气利用与烟气处理系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |