[发明专利]一种耐硫变换催化剂循环硫化工艺

说明书

一种耐硫变换催化剂循环硫化工艺，其特点是：包括以下步骤：以氮气116为变换炉12升温；新鲜水煤气11进入变换炉12出口，与其产生的变换气混合进入甲醇洗15，分离的闪蒸气107进入硫化氢回收塔17，回收的硫化氢110进入硫化氢压缩机19加压送往开工加热器20，在变换炉入口101与液体二硫化碳114混合；新鲜水煤气11分别输入变换炉入口101和补充至变换炉12出口；变换炉12温度升高，配入液体二硫化碳114进行硫化反应；反应后的变换气与补充的新鲜水煤气11混合进入甲醇洗15，分离的闪蒸气107进入硫化氢回收塔17，回收的硫化氢110进入硫化氢压缩机19加压送往开工加热器20，在变换炉入口101与液体二硫化碳114混合进行硫化强化；然后进入降温、放硫、硫回收过程。

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，是一种耐硫变换催化剂循环硫化工艺。

背景技术

目前，国内的煤化工生产中，变换系统通常使用钴钼系耐硫变换催化剂，此催化剂使用前为氧化态的氧化钴CoO、氧化钼MoO₃，活性较差，需进行硫化转化为硫化态的硫化钴CoS、硫化钼MoS₂，目的是提高其活性。较先进的现有技术的耐硫变换催化剂硫化工艺有一种：即图1所示的循环硫化工艺，这种工艺是利用氢气含量在25%以上的水煤气或半水煤气做载体，当催化剂床层温度升至200～230℃时，在变换炉入口101处配入液体二硫化碳114，液体二硫化碳114在高温环境下迅速气化后与氢气发生氢解反应生成硫化氢和甲烷气体，然后含有高浓度硫化氢的混合气体进入变换炉12，再与氧化态的氧化钴CoO、氧化钼MoO₃反应，生成硫化态的硫化钴CoS和硫化钼MoS₂。该循环硫化工艺中，只能使硫化氢以外的载气实现闭路循环，而硫化氢需要利用已有的硫回收装置18回收单质硫S。导致硫化气体硫化氢不能循环使用，造成补入的二硫化碳（与氢气反应生成硫化气体硫化氢）量大大增加，且强化、降温、放硫期需要将8000～12000Nm³/h 、硫化氢含量20～30g/Nm³的高硫气体不易回收，往往为了加快开工速度，将高硫气体直接排放或送至火炬22进行燃烧，而H₂S燃烧后转化为二氧化硫，同样存在严重污染环境的缺陷。

硫化原理：

CS₂+ 4H₂= 2H₂S + CH₄ -240.6KJ/mol （1）

CoO + H₂S = CoS + H₂O -13.4KJ/mol （2）

MoO₃+ 2H₂S + H₂= MoS₂+ 3H₂O -48.1KJ/mol _（3）

现有工艺主要存在以下几个问题：

1．没有从根本上解决催化剂硫化过程中高硫气体排放，对环境造成严重污染问题；

2. 循环硫化没有完整的硫化氢回收和加压系统，所以会造成硫化原料二硫化碳的用量大大增加；

3．循环硫化工艺的新鲜水煤气11直接进入变换炉12，新鲜水煤气11中含有的饱和水在升温过程容易导致变换炉12催化剂床层的催化剂湿度增加，会导致循环硫化速度缓慢、变换炉12入口温度大幅降低、变换冷却器13负荷大大增加，严重时会导致变换冷却器13后的硫化气体温度超标，造成循环升温硫化不能正常进行。

发明内容