更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適用于煤化工企業(yè)焦?fàn)t煤氣制甲醇的精脫硫工藝過(guò)程，尤其是一 種更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤化工企業(yè)利用焦?fàn)t煤氣為原料，通過(guò)脫硫，轉(zhuǎn)化，合成，精餾等過(guò)程制備甲醇。圖 1所示，在精脫硫工段，來(lái)自焦?fàn)t氣壓縮工段的焦?fàn)t氣經(jīng)過(guò)油分離器、過(guò)濾器A和過(guò)濾器B 脫除焦油，再經(jīng)過(guò)預(yù)脫硫槽脫除部分硫化物后，去轉(zhuǎn)化工段的焦?fàn)t氣初預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱。圖 2所示，預(yù)熱后的焦?fàn)t氣返回精脫硫裝置的預(yù)加氫槽和一級(jí)加氫槽中，氣體中的有機(jī)硫大部 分轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫（H 2S);然后經(jīng)過(guò)中溫氧化鋅槽A、中溫氧化鋅槽B和中溫氧化鋅槽C脫除 H2S ;之后氣體進(jìn)入二級(jí)加氫槽，將剩余有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫，最后再經(jīng)過(guò)氧化鋅槽A和氧化 鋅槽B進(jìn)一步脫硫，使氣體的總硫含量< 0. lppm，送至轉(zhuǎn)化工段。上述的過(guò)濾器A、過(guò)濾器 B和預(yù)脫硫槽之中裝填高效吸油劑，預(yù)加氫槽、一級(jí)加氫槽和二級(jí)加氫槽之中都裝填鐵鉬加 氫催化劑。
[0003] -級(jí)加氫槽中填裝的一級(jí)加氫催化劑是甲醇生產(chǎn)工藝精脫硫工段的關(guān)鍵生產(chǎn)要 素，借助一級(jí)加氫催化劑將焦?fàn)t煤氣中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫，氧化鋅、氧化鐵脫硫催化劑 才能進(jìn)行脫硫反應(yīng)。然而，傳統(tǒng)的一級(jí)加氫催化劑更換方案需要在裝置停車的情況下才能 進(jìn)行，否則精脫硫工段出口的有機(jī)硫會(huì)超出工藝指標(biāo)，對(duì)甲醇合成催化劑造成不可逆毒害。 更換一級(jí)加氫催化劑要經(jīng)過(guò)降溫、置換、裝卸、升溫、硫化、放硫、并入系統(tǒng)6個(gè)步驟，再加上 裝置開(kāi)停車時(shí)間，更換一次一級(jí)加氫催化劑至少需要10天時(shí)間，存在停車時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、降低 裝置開(kāi)工率、影響甲醇產(chǎn)量等不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不停工更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加 氫催化劑的方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述方法步驟： (1) 將各過(guò)濾器依次停車并將填料換裝為木質(zhì)活性炭吸油劑； (2) 將預(yù)加氫槽停車，更換其內(nèi)的預(yù)加氫催化劑； (3) 將一級(jí)加氫槽后的第一個(gè)中溫氧化鋅槽停車，其裝填的催化劑更換鐵錳脫硫催化 劑； (4) 將一級(jí)加氫槽后的第二個(gè)中溫氧化鋅槽停車，在其上層換裝鐵鉬加氫催化劑； (5) 將一級(jí)加氫停車，更一級(jí)加氫催化劑后并入系統(tǒng)并進(jìn)行在線硫化。
[0006] 本發(fā)明所述步驟（2)中，預(yù)加氫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)為，催化劑空速5000~ 6000NM 3/m3 · h〇
[0007] 本發(fā)明所述步驟（3)中，鐵錳脫硫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)為，催化劑空速500~ 700NM 3/m3 · h〇
[0008] 本發(fā)明所述步驟（4)中，換裝加氫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)為，催化劑空速5000~ 6000NM 3/m3 · h〇
[0009] 本發(fā)明所述步驟（1)中，木質(zhì)活性炭吸油劑為HT-203活性炭吸油劑。
[0010] 本發(fā)明所述步驟（1)之前，通過(guò)調(diào)節(jié)上游濕脫硫工段的脫硫液循環(huán)量，提高工段 出口焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量。所述工段出口焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量提高至90~110mg/NM3。 [0011] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、新更換的木質(zhì)活性炭，尤其是 HT-203活性炭吸油劑在油容量和孔隙率均大于原先的TX-I高效黏土吸油劑，可有效保護(hù) 加氫催化劑，延長(zhǎng)加氫催化劑壽命。2、新更換鐵錳脫硫催化劑的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率可達(dá)80%， 可有效部分替代一級(jí)加氫催化劑的作用，同時(shí)可以吸收硫化氫，減小氧化鋅B和C脫硫化氫 的壓力，確保精脫硫出口硫含量符合指標(biāo)。本發(fā)明通過(guò)更換催化劑，保證有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化率， 暫時(shí)替代一級(jí)加氫的作用，使精脫硫出口硫含量低于〇. 1PPM，從而使之不停止生產(chǎn)的情況 下更換一級(jí)加氫催化劑；經(jīng)測(cè)算，將本發(fā)明應(yīng)用于20萬(wàn)噸/年的焦?fàn)t煤氣制甲醇系統(tǒng)，可有 效提高裝置開(kāi)工率，年可增產(chǎn)甲醇約3800噸，年創(chuàng)效益約可達(dá)950萬(wàn)元。本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié) 上游濕脫硫工段的脫硫液循環(huán)量，使工段出口焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量提高至90~IlOmg/ NM3,對(duì)新更換的預(yù)加氫催化劑進(jìn)行在線硫化，保證了催化劑良好的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化效率。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013] 圖1和2是本發(fā)明的工藝設(shè)備示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 圖1、圖2所示，本更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法的具體工 藝步驟為：（1)將過(guò)濾器A、過(guò)濾器B原來(lái)裝填的TX-I高效吸油劑更換為木質(zhì)活性炭，優(yōu)選 HT-203活性炭吸油劑；更換時(shí)要依次更換，即先停工過(guò)濾器A(過(guò)濾器B)，更換上述吸油劑， 上線后再停工過(guò)濾器B(過(guò)濾器A)，更換所述的吸油劑。（2)更換預(yù)加氫槽內(nèi)的預(yù)加氫催 化劑，通過(guò)調(diào)節(jié)上游濕脫硫工段脫硫液循環(huán)量使出口硫化氫出口含量為90~110mg/NM 3， 優(yōu)選l〇〇mg/NM3,對(duì)新更換的預(yù)加氫催化劑進(jìn)行在線硫化，保證催化劑良好的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化效 率；預(yù)加氫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)：催化劑空速5000~6000NM 3/m3 *h ;以單套年產(chǎn)10萬(wàn)噸/ 年的焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置為例，預(yù)加氫催化劑填裝量為5~6m3。（3)將一級(jí)加氫槽后的第 一個(gè)中溫氧化鋅槽一中溫氧化鋅槽A內(nèi)氧化鋅脫硫催化劑更換為鐵錳脫硫催化劑，利用鐵 錳脫硫催化劑所具備的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化功能；同時(shí)鐵錳脫硫劑可以吸收硫化氫，減小中溫氧化 鋅槽B和中溫氧化鋅槽C脫硫化氫的壓力，確保精脫硫出口硫含量符合指標(biāo)；鐵錳脫硫催化 劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)：催化劑空速500~700NM 3/m3 · h ;以單套年產(chǎn)10萬(wàn)噸/年的焦?fàn)t煤氣制 甲醇裝置為例，鐵錳脫硫催化劑填裝量為50~70m3。（4)在中溫氧化鋅槽B的上部裝填鐵 鉬加氫催化劑；加氫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)：催化劑空速5000~6000NM 3/m3 · h ;以單套年產(chǎn) 10萬(wàn)噸/年的焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置為例，即將中溫氧化鋅槽B原先填裝的52m3氧化鋅催化 劑，改為下層的46~47m 3氧化鋅催化劑不動(dòng)，上層5~6m3氧化鋅催化劑改裝為5~6m3的 鐵鉬加氫催化劑；進(jìn)一步提高有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率，使該槽具備轉(zhuǎn)化吸收有機(jī)硫的雙重功能。（5) 通過(guò)調(diào)節(jié)脫硫工段上游的濕脫硫工段脫硫液循環(huán)量，使?jié)衩摿蚬ざ纬隹谔幜蚧瘹浜繛?90~110mg/NM3,對(duì)新裝一級(jí)加氫催化劑進(jìn)行在線硫化。所述脫硫工段上游是指濕脫硫工 段，采用碳酸鈉濕法脫硫，通過(guò)脫硫液（主要是碳酸鈉和PDS催化劑溶液為主）與焦?fàn)t煤氣 逆向接觸，吸收脫除其中的硫化氫，正常生產(chǎn)要求濕脫硫工段出口的焦?fàn)t煤氣中硫化氫含 量< 20mg/NM3;本方法為了對(duì)下游精脫硫工段新更換加氫催化劑進(jìn)行在線硫化，減小脫硫 液量，使工段出口焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量提高保持在90~110mg/NM 3,優(yōu)選100mg/NM3。
[0015] 實(shí)施例：以在20萬(wàn)噸/年的焦?fàn)t煤氣制甲醇系統(tǒng)中采用本方法為例，預(yù)加氫槽裝 填量為5m 3,煤氣量為30000NM3/h，故空速為6000NMV (h ·πι3)，在此空速下加氫催化劑的有機(jī) 硫轉(zhuǎn)化率為60 %左右。鐵錳脫硫催化劑的有機(jī)硫的裝填量為52m3,有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率為80 %。 氧化鋅槽A上部裝有5m3,因此有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率同樣為60 %。二級(jí)加氫槽裝填量為17m3,煤 氣量為30000NM3/h，故空速為1768NMV(h · m3)，此空速下加氫催化劑的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率為 90 %。精脫硫入口煤氣中有機(jī)硫含量約為150mg/m3,在切出一級(jí)加氫催化劑后，利用預(yù)加氫 催化劑、鐵錳脫硫催化劑、中溫氧化鋅槽B上裝填鐵鉬加氫催化劑以及二級(jí)加氫催化劑脫 除有機(jī)硫，故出 口有機(jī)硫含量=150X (1-0. 6) X (1-0. 8) X (1-0. 6) X (1-0. 9) = 0. 48mg/m3 < 0. 1PPM，故出口有機(jī)硫符合指標(biāo)。通過(guò)上述計(jì)算式可知，二級(jí)加氫可轉(zhuǎn)化4. 32mg/m3有機(jī) 硫，相當(dāng)于每小時(shí)釋放〇. 〇〇18g硫化氫，10天共釋放硫化氫0. 4g硫化氫，二級(jí)加氫后兩個(gè)氧 化鋅槽共裝20m3氧化鋅脫硫劑，氧化鋅硫容約為30%，故硫化氫將會(huì)被完全吸收。
[0016] 上述原料：活性炭吸油劑為HT-203,山東淄博海川精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)；鐵錳 脫硫催化劑為W704,武漢科林精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)；鐵鉬加氫催化劑為T202C，北京三聚 創(chuàng)潔科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。
[0017] 本方法實(shí)施后，表1、2、3是在線更換一級(jí)加氫催化劑第8、9、10三天精脫硫各催化 劑槽出口檢測(cè)數(shù)據(jù)，均為體積百分?jǐn)?shù)。
[0018] 表1 :第8天精脫硫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
表2 :第9天精脫硫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
表3 :第10天精脫硫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

由表1-3可以看出，更換一級(jí)加氫催化劑的時(shí)間內(nèi)，精脫硫出口硫含量完全符合要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法，其特征在于，其采用下述 方法步驟： (1) 將各過(guò)濾器依次停車并將填料換裝為木質(zhì)活性炭吸油劑； (2) 將預(yù)加氫槽停車，更換其內(nèi)的預(yù)加氫催化劑； (3) 將一級(jí)加氫槽后的第一個(gè)中溫氧化鋅槽停車，其裝填的催化劑更換鐵錳脫硫催化 劑； (4) 將一級(jí)加氫槽后的第二個(gè)中溫氧化鋅槽停車，在其上層換裝鐵鉬加氫催化劑； (5) 將一級(jí)加氫停車，更一級(jí)加氫催化劑后并入系統(tǒng)并進(jìn)行在線硫化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，預(yù)加氫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)為，催化劑空速5000~6000NM3/m3 ·h。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法，其特征 在于：所述步驟（3)中，鐵錳脫硫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)為，催化劑空速500~700NM3/m3 ·h。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法，其特 征在于：所述步驟（4)中，換裝加氫催化劑的裝填量標(biāo)準(zhǔn)為，催化劑空速5000~6000NM3/ m3 ·h〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法，其特征 在于：所述步驟（1)中，木質(zhì)活性炭吸油劑為HT-203活性炭吸油劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1一5任意一項(xiàng)所述的更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的 方法，其特征在于：所述步驟（1)之前，通過(guò)調(diào)節(jié)上游濕脫硫工段的脫硫液循環(huán)量，提高工 段出口焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法，其特征 在于：所述工段出口焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量提高至90~110mg/NM3。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種更換焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置中一級(jí)加氫催化劑的方法，其采用下述方法步驟：（1）將各過(guò)濾器依次停車并將填料換裝為木質(zhì)活性炭吸油劑；（2）將預(yù)加氫槽停車，更換其內(nèi)的預(yù)加氫催化劑；（3）將一級(jí)加氫槽后的第一個(gè)中溫氧化鋅槽停車，其裝填的催化劑更換鐵錳脫硫催化劑；（4）將一級(jí)加氫槽后的第二個(gè)中溫氧化鋅槽停車，在其上層換裝鐵鉬加氫催化劑；（5）將一級(jí)加氫停車，更一級(jí)加氫催化劑后并入系統(tǒng)并進(jìn)行在線硫化。本方法通過(guò)更換催化劑，保證有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化率，暫時(shí)替代一級(jí)加氫的作用，使精脫硫出口硫含量低于0.1PPM，從而使之不停止生產(chǎn)的情況下更換一級(jí)加氫催化劑。
【IPC分類】B01J23/889, C10K1/32, B01J8/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105400553
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510748134
【發(fā)明人】孟祥輝, 袁守敬, 曹繼溫, 劉慧 , 袁金柱, 吳春松, 閃俊杰, 劉艷飛, 孫春凱, 王磊
【申請(qǐng)人】唐山中潤(rùn)煤化工有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日