有机硫中温水解工艺在水煤气精脱硫的应用

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1、中温有机硫水解工艺在水煤气精脱硫的应用张先茂姬浩然李兴建王国兴（武汉科林精细化工有限公司武汉430070）摘要：采用W505有机硫中温水解工艺，可同时脱除水煤气中的COS和CS2等有机硫化物，在W505中温水解催化剂前增设W902抗毒剂，有效的脱除了氰化物、游离氧等催化剂毒物，使中温水解催化剂高效长期稳定运行。1.前言：山西焦化厂20万吨/年单醇装置采用焦炉气与水煤气混合，作为原料气合成甲醇。甲醇合成工段采用Cu-Zn-Al系催化剂，该系催化剂活性好、选择性高，但对毒物极为敏感，容易中毒失活，其中硫化物的危害最为严重，通常要

2、求原料气总硫<0.1ppm。目前甲醇原料气精脱硫通常采用常温水解串活性炭精脱硫工艺（夹心饼工艺）或常温有机硫转化吸收型工艺。水煤气中有机硫含量高，常温有机硫转化吸收型工艺由于吸附硫容较低不适用。由于水煤气未经变换，其中氰化物、游离氧等催化剂毒物极易导致常温水解催化剂中毒，使用寿命短，且水煤气中的CS2在常温下无法水解脱除。濮阳甲醇厂为脱除残余的CS2，采用两级常温水解后串转化吸收型精脱硫剂工艺，但由于原料气中CO2含量高，易与有机硫发生竞争吸附，使催化剂发生假性酸中毒，导致有机硫吸附剂寿命仅2~3个月，水解催化剂寿命也只5~

3、6个月，给正常生产带来严重影响。山西焦化厂在广泛调研基础上，经与化二院仔细研究，最后选用了武汉科林公司提供的中温水解工艺及脱硫剂，保证了甲醇催化剂的高活性和长周期运行。2.脱硫工艺及原理2.1基本条件及要求水煤气量：30000Nm3/h；压力：2.2Mpa；水煤气H2S：20mg/Nm3；有机硫：250mg/Nm3要求：脱硫后总硫<0.1ppm，满足甲醇原料气生产要求。2.2脱硫方案由于水煤气中有机硫较高，采用如下脱硫工艺：湿法脱硫→脱油塔→换热器→抗毒保护剂→中温水解→冷却器→湿法脱硫→W102脱硫1→加热器→低温水解→

4、冷却器→W102脱硫2→加热器→常温水解→冷却器→W102脱硫3→W107精脱硫流程简述：水煤气经湿法脱硫，除去大部分H2S，使H2S含量≤20mg/Nm3，有机硫≤250mg/Nm3，经压缩、分离器后，进入脱油塔，除去微量油雾，经与中温水解后的气体换热温度提高到170℃左右，进入过热蒸汽加热器，使温度提高到220~250℃左右，经过抗毒保护剂使微量毒物脱除，以保护后续的中温有机硫水解催化剂以免中毒。脱毒后的气体经中温水解，重点解决CS2等有机硫的水解问题，（因为在200℃以下，一般有机硫水解催化剂难以水解CS2），同时大部

5、分COS也可水解成H2S，使有机硫降至10mg/Nm3左右，但是由于平衡限制，达不到精脱硫要求。中温水解后的气体经与冷的水煤气换热，温度可降至120℃左右，气体再经降温后进入ADA-PDS湿法脱硫，湿法脱硫后气体经W102脱硫1#，使H2S脱至<0.1mg/Nm3，然后提温至110~140℃，进入低温水解，使有机硫水解至0.5~1mg/Nm3，气体经降温后进入W102脱硫2#，使水解后H2S脱至<0.1mg/Nm3，然后提温至50~90℃，进入常温水解，使有机硫水解至<0.05mg/Nm3，气体经降温后进入W102脱硫3#，

6、使水解后H2S脱至<0.1mg/Nm3，最后进入W107多功能吸附剂，脱除残余硫化物，使总硫<0.1ppm，满足甲醇生产要求（其中W102脱硫3#和W107多功能吸附剂共用一塔，两层装填。2.3、主要设备规格及脱硫剂用量脱油塔，DN2000，H=3400，W905脱油剂：10m3预保护塔，DN2000，H=3400，W902抗毒保护剂：10m3中温水解塔1#、2#，DN2200，H=4000W505中温水解催化剂：15X2m3湿法脱硫塔，DN2600，H=25000，溶液循环泵，Q=220m3/h,H=300m喷射再生槽，D

7、N4200/DN5100，H=6000W102脱塔1#、2#，DN3000，H=2X4400，W102精脱硫剂60X2m3低温水解塔，DN2600，H=2X3000，W504常温水解催化剂：30m3常温水解塔，DN2600，H=2X3000，：W504常温水解催化剂：30m3精脱硫塔，DN3000，H=2X4400，W102精脱硫剂：30m3；W107多功能吸附剂30m3；3．运行情况及总结该脱硫装置于2008年3月底建成，4月开车活化，5月底正式开车运行，中温水解入口总硫含量220~370mg/m3，出口有机硫含量5.5~

8、6.5mg/m3，经常温水解和精脱硫后，精脱硫出口总硫<0.1mg/m3，其中9月7日由于湿法脱硫工段运行故障导致硫化氢高达1065mg/m3，但出口总硫仍<0.1mg/m3，由此表明该系统具有较高的耐高硫冲击能力。2008年9月部分运行数据表日期中温水解出口(mg/m3)低温水解出口(m