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

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1、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JT

2、L-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

3、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91.2单醇生产的精脱硫技术

4、：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

5、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+

6、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9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

7、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2EH-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，%20153.04.73620.785.220076.08153.36.891.620244.040.8584.090.220147.278.491.23.395.820081.084.21324.694.120277.365.11113.195.22精脱硫技术保护甲醇催化剂的效果2.1

8、联醇生产中甲醇催化剂使用寿命与生产强度的新进展合成氨联产甲醇是中国独创的工艺，1993年以前，干法脱硫技术落后，联醇催化剂寿命低，仅为2~3个月，生产强度为500~800吨甲醇/m3催化剂，导致这一新工艺的优势得不到体现。表3与图1的数据表明：经过10多年特别是