兰炭气全低变制氢工艺的工业应用.pdf

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1、第6期(总第175期)煤化工No．6(TotalNo．175)2014年12月CoalChemicalIndustryDec．2014兰炭气全低变制氢工艺的工业应用孙小伟，张雄斌，鲁煜坤，张艺馨，李新怀，李小定(华烁科技股份有限公司，湖北武汉430074)摘要针对兰炭气有效成分低、杂质多、有毒物质多的特点，对兰炭气的利用，建议采用全低变制氢工艺，先脱油脱毒再变换。用两个实例说明兰炭气全低变制氢的工业应用，结果表明，兰炭气全低变制氢工艺是可行的。采用该工艺技术，可实现对兰炭气的综合利用。关键词兰炭气，变换，制氢，脱硫，脱毒文章编号：10059598(20

2、14)一06—0022—03中图分类号：TQ542．6文献标识码：B引言其组成变化较大。典型兰炭气组成列于表1。表1典型兰炭气主要成分％在神府、榆林、东胜煤田盛产的侏罗精煤块大多H2CC0CO2CJIN202烧制后成为兰炭，又称半焦、焦粉。兰炭生产多以低温22～306910～l58～l21337-430．1～0．5干馏技术为主，干馏温度一般在600℃左右，每生产1t兰炭会产生尾气700m。左右。目前兰炭气多直接此外，兰炭气中还含有焦油、苯、萘、酚、粉尘、硫放空或燃烧排放，造成了较严重的环境污染，也加大化物、氨、重金属等杂质。某厂的兰炭气杂质成分分析了当

3、地节能减排的压力。列于表2。据中国兰炭信息网保守统计，2013年我国兰炭产表2兰炭气杂质主要组成mg／m3能超过7000万t，产生兰炭气超过500亿m。／a，由此H2s有机硫SO2萘焦油+尘NH3B．T．Xl可见其对环境造成的污染是相当严重的。过去，由于545250570300501O04000J兰炭炉建设分散，兰炭气很难集中利用，因此多数厂直接放空，污染严重。近几年，经过“关小上大”产业调整，集中建设生产能力在60万t／a以上兰炭厂，这为兰炭气的综合利用提供了基础，因此探索兰炭气的综由表1、表2可见，兰炭气有如下特点：(1)有效合利用技术，具有极大的

4、现实意义和巨大的潜在市场。组分低：H和c0仅占40％左右，cH4不到10％，N占40％左右。(2)杂质多：除挥发分如B．T．x、萘等含量1兰炭气的组成及特点高，还含有氨等杂质。(3)有机硫、s0含量高。(4)0不稳定，高的时候能到0．5％以上。目前兰炭生产使用最多的是内热式低温干馏炉，鉴于此，大多数企业都直接放空或利用兰炭气其最初设计的目标产品是兰炭和焦油，由于对内热式燃烧产生的热能来发电、烧石灰或生产镁合金。但其低温干馏炉有降低生产成本的要求，生产过程中，炉中的Hz、cO和cH都是十分宝贵的化工原料，如果将中煤炭与空气接触，所以其气态产品尾气中氮气含

5、量其进行有效的利用，不仅可以减少直接排放兰炭气较高，属低热值煤气，热值7112kJ／m3-8368kJ／m。，所造成的环境污染，还可以为兰炭生产企业创造经煤焦油产率10％左右。兰炭气因煤质、工况等的不同，济效益。收稿日期：2014—07—17作者简介：孙小伟(1982一)，男，湖北枣阳，助理工程师，学士，2005年本科毕业于武汉化工学院(现武汉丁程大学)，现从事变换催化剂及1艺的推广和技术服务工作，E-mail：44376365@qq．com。2014年12月孙小伟等：兰炭气全低变制氢工艺的工业应用一23—2兰炭气变换工艺的选择相对于高温炼焦的焦炉煤气

6、的利用，对兰炭气的利用，工业装置很少，只能说是刚起步。已有的利用兰炭气发电、制合成氨、提氢制合成油，也有开发兰炭气图1兰炭气制氢工艺流程示意图制天然气。在利用兰炭气制化工产品方案中，其中的变换制氢工段必不可少。兰炭气制氢的变换工段采用了co—Mo系耐硫变如果采用焦炉煤气的先脱除有机硫工艺，则流程换催化剂的全低变工艺。长，热量利用也不合理。因此华烁科技股份有限公司该公司原始开车时，曾先后使用两种型号耐硫变建议先变换后脱硫，利用变换催化剂的加氢和水解功换催化剂，在使用初期，催化剂均完全失活，被迫更换能，将大部分有机硫转化为易脱除的无机硫。这样可催化剂。经取

7、样分析可知，为化学中毒失活。避免首先脱硫的复杂工艺及“冷热病”，热量平衡更合通常解决化学中毒的办法有两种：一是通过催化理，也大大降低了脱硫难度与费用。或吸附的方法除去毒物；二是通过改进催化剂活性中工艺选择应遵循如下原则：心结构或化学组分，来提高催化剂的抗毒性。(1)兰炭气中焦油等杂质含量较高，预处理是必结合该公司具体情况，在未更改其工艺的前提要的，首先经过静电除尘及水洗，脱除焦油及粉尘。下，对原装填方案进行调整。一是减少变换催化剂的(2)由于焦油含量高，压缩机一般建议选用螺杆装填量，增加了脱毒保护剂，二是改进了传统的耐硫压缩机。变换催化剂，提高其抗毒性

8、能。经过3年多的满负荷(3)兰炭气中萘、酚、苯等含量较高，在变换前设运行证明，催化剂的活性和稳