[發(fā)明專利]合成氣的深度凈化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810046867.5
• 申請(qǐng)日: 2008-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN101224871A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔渝華;趙麥玲;胡紅軍;胡典明;陳俊民;趙信會(huì);王先厚;郁正容;鄭惠林;賈麗麗;李玉龍;李小定;徐濱;黃艷剛;張麗麗;張清建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北省化學(xué)研究院;上海化工設(shè)計(jì)院有限公司;陜西金巢投資有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/50
• 分類號(hào): C01B3/50;C01B3/54;C01B3/58
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張安國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤、焦炭、重油、渣油或天然氣為原料制取的合成氣的深度凈化方法，其指標(biāo)是將H₂S、COS分別脫除至＜0.005×10^-6即5ppb，總硫T_S(H₂S+COS)脫除至＜0.01×10^-6即10ppb，氯脫除至＜10ppb，羰基金屬化合物脫除至＜20ppb，氧脫除至＜1ppm，砷脫除至＜20ppb。

背景技術(shù)

以煤、焦炭、重油、渣油或天然氣為原料制取的合成氣的大中型甲醇廠或煤制油廠，其合成氣大多采用低溫甲醇洗凈化，甲醇合成催化劑的壽命一般為2年，煤制油費(fèi)托合成催化劑的壽命為8～12個(gè)月，這2種合成催化劑價(jià)格貴，裝量又多，大、中型甲醇廠一次裝量達(dá)100～200噸，達(dá)1000～2000萬(wàn)元，大、中型煤制油廠一次裝量達(dá)500～1000噸，達(dá)7500～15000萬(wàn)元，因此成倍延長(zhǎng)這2種合成催化劑的壽命是當(dāng)前迫切需解決的問(wèn)題。

合成催化劑使用壽命較短的主要原因是：

(1)硫中毒。低溫甲醇洗出口的合成氣中總硫T_S(H₂S+COS)≤0.1ppm，有些廠方反映，當(dāng)工況條件波動(dòng)時(shí)T_S常可＞0.1ppm，而硫的中毒是累積性的，某甲醇廠甲醇催化劑壽命達(dá)3年，廢催化劑從上、中、下取各點(diǎn)送國(guó)家化工催化劑質(zhì)檢中心測(cè)定的平均硫含量為0.16％，由此計(jì)算甲醇合成催化劑如使用壽命達(dá)4～6年，則合成氣中的T_S(H₂S+COS)必須＜0.01～0.02ppm即1O～20ppb。

(2)其它毒物如氯、羰基金屬化合物、氧、砷也能使催化劑嚴(yán)重中毒。

上述合成氣中硫化物除H₂S外，COS常為最主要的有機(jī)硫，微量硫(H₂S、COS)可使后工段的催化劑嚴(yán)重中毒而失活，是使甲醇合成、氨合成、煤制油費(fèi)托(F-T)合成與羰基合成等催化劑失活的最主要原因。過(guò)去的常溫精脫硫技術(shù)(見ZL93107483.5ZL95112604.0)，可以將以煤為原料制取的合成氣中總硫脫除到＜0.1×10^-6即0.1ppm的精脫硫問(wèn)題，使相當(dāng)一部分小型甲(聯(lián))醇廠的單塔甲醇合成催化劑壽命從過(guò)去的2～3個(gè)月延長(zhǎng)至2～3年，有了很大的進(jìn)步。魯南化肥廠以煤為原料的10萬(wàn)噸甲醇/年裝置，從2000年開始在合成氣中均采用常溫精脫硫工藝，第1、第2爐甲醇催化劑的壽命分別為3.1年與1.5年，分析失活后卸下的甲醇催化劑的硫含量分別為0.16％與0.26％，由合成氣的空速(1500～2000h^-1)推算合成氣中的總硫分別為0.04與0.11ppm即40與110ppb。因此對(duì)目前正在發(fā)展的大中型甲醇廠，如上所述迫切需要將甲醇催化劑壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)至4～6年，以保證2個(gè)大修周期少更換1次甲醇催化劑，取得更大效益，就必須脫除總硫至＜0.01ppm即10ppb，同時(shí)還要根據(jù)具體工況將氯、羰基金屬化合物、氧或砷進(jìn)一步全部或部分脫除，即需要實(shí)施本發(fā)明的深度凈化方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種以煤、焦炭、重油、渣油或天然氣為原料制取的合成氣的深度凈化方法，其指標(biāo)是將H₂S、COS分別脫除至＜0.005×10^-6即5ppb，總硫T_S(H₂S+COS)脫除至＜0.01×10^-6即10ppb，氯脫除至＜0.01×10^-6即＜10ppb，羰基金屬化合物脫除至＜0.02×10^-6即＜20ppb，氧脫除至＜1×10^-6即＜1ppm，砷脫除至0.02×10^-6即＜20ppb，使后工段的甲醇合成氣催化劑的壽命從2年延長(zhǎng)至4～6年，煤制油費(fèi)托合成催化劑從8～12個(gè)月延長(zhǎng)至2～3年，羰基合成生產(chǎn)醋酸、醋酐、丁辛醇等使用的貴金屬(Pd、Pt、Rh、Au、Ag等)催化劑的壽命可成倍延長(zhǎng)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的深度凈化工藝流如下：