制备低氢CO气的工艺制造技术

本发明专利技术提供一种制备低氢CO气的工艺，主要包括以下步骤：(1)选用无水低氢焦炭或者先将低氢焦炭低温脱水，和无水二氧化碳和氧气在造气炉内制取粗煤气，粗煤气经余热回收和冷却，除焦油、粉尘；(2)脱除HCl、HCN、NOx、SO

Process for preparing low hydrogen CO gas

The present invention provides a process for the preparation of low CO hydrogen gas, which mainly comprises the following steps: (1) using anhydrous hydrogen or the low coke coke dehydration at low temperature and low hydrogen, carbon dioxide and oxygen in the water gas furnace for crude gas, coal gas after waste heat recovery and cooling, removing tar and dust (; 2 removal of HCl, HCN, NOx), SO

【技术实现步骤摘要】
制备低氢CO气的工艺
本专利技术涉及CO气体制备工艺，特别是涉及一种制备低氢CO气的工艺。
技术介绍
在金属冶炼、有机合成中，如由氧化铁制备还原铁粉、甲酸钠合成、甲醇羰基化生产醋酸、乙二醇合成的过程中，常用CO气体作还原剂或反应原料，需要制备高纯度的CO气。现有技术中，CO气主要由焦炭、二氧化碳和氧气在造气炉制取，先制得如65-70％浓度的粗CO气，再经精制、提纯制得如97％～98％浓度的高纯度CO气，即一氧化碳。其中的精制主要包括煤焦油脱除、硫化物如羰基硫(COS)、H2S的脱除，提纯主要是CO2的脱除，精制过程中还涉及有机物及O2的脱除，最终达到杂质含量和纯度都符合使用要求的高纯CO气。ZL200810201800.4公开了一种节能减排的高纯CO精制工艺，通过下列工艺步骤实现：(1)焦碳气化制取粗煤气焦碳、二氧化碳和氧气在造气炉内1100～1200℃的温度下反应，生成粗煤气，其中CO含量为68％～70％，其余为CO228～29％、H21.8～2％、H2S0.04～0.06％、COS0.13～0.17％和焦油、粉尘杂质，炉顶600～700℃的粗煤气进入余热锅炉进行热量回收，再经冷却到40℃，降温后的粗煤气进入气柜；(2)电除焦油器除去焦油、粉尘气柜中粗煤气进入电除焦油器除去焦油、粉尘杂质；(3)水解、湿法脱硫除焦油后的粗煤气直接进入多级压缩机中的1级气缸，增压至0.2～0.3MPa后进入水解、湿法脱硫装置，对COS进行水解，在湖北省化学研究院水解催化剂T5O4A的作用下使粗煤气中的COS分解成CO2和H2S，水解后进入湿法脱硫装置，然后在浓度为0.4N的Na2CO3的碱溶液中进行粗脱硫，碱溶液中吸收的H2S经再生，生成固体硫，此时粗煤气中的COS降至300×10-6以下；将大部分H2S、COS以副产品硫磺的形式加以回收；(4)真空变压吸附脱除H2S、CO2和COS气体粗脱硫后的粗煤气返回多级压缩机的2级～3级气缸，增压至1.5～2.2MPa后，粗煤气进入真空变压吸附装置VPSA，利用分子筛变压吸附H2S、CO2和COS气体，出口气中H2S含量小于20×10-6，COS含量为(20～50)×10-6，再生的富CO2气全部返回造气炉用作造气原料；(5)精脱硫塔脱硫变压吸附装置VPSA的出口气，进入精脱硫塔，在湖北省化学研究院催化剂T103的作用下进行精脱硫，精制后的出口气总硫含量＜0.1×10-6，从精脱硫塔出来的产品气即高纯CO气体，其CO含量为97～98％；将高纯CO气体再返回多级压缩机的4级气缸，增压至3.0～3.5MPa输送到下游工艺。ZL200610018674.X公开了一种制取高纯一氧化碳气体的低、常温脱除有机硫工艺，以氧、二氧化碳气化焦碳制得粗一氧化碳原料气，其组成为CO10％～99％、CO20.1％～90％、O20.001％～2％、COS50～9000ppm、H2S10～10000ppm，其特征在于：粗一氧化碳原料气体经过储气柜、罗茨风机或压缩机增压和换热器加热后，先进入内装净化保护剂A、B的净化塔，同时脱除该原料气中NOx、AsH3、PH3、HCl、HCN、SOx和H2S有害物质，再进入内装COS水解催化剂的脱有机硫塔，将该原料气中85～95％的COS水解转化为H2S，此原料气净化有害物质和脱除有机硫过程在温度20～150℃及压力0.1～10兆帕的条件下进行，然后该原料气依次送入湿法脱硫、聚乙二醇二甲醚脱碳和精脱硫精制处理，净化精制后的原料气供下游醋酸、二甲基甲酰胺、二甲醚、甲苯二异腈酸酯或二苯基甲烷二异腈酸酯精细化工生产使用。上述专利技术的CO精制工艺皆有优点，大部分的H2S、COS以副产品硫磺的形式得以回收，分离的CO2也可回造气炉循环利用，但仍存在几个技术问题：(1)受所用COS水解剂性能及操作条件的制约，COS水解率受水解后H2S浓度即水解塔入口COS+H2S总浓度的影响较大，COS+H2S总浓度高时水解率低，仅80-85%左右；(2)干法COS水解和湿法H2S脱除分两步进行，且COS+H2S总高时COS水解率受抑制，湿法脱硫装置出口气COS浓度高达300ppm，变压吸附之后要进行精脱硫，这对变压吸附过程提出了较高的要求；湿法脱硫所得硫磺副产品质量一般；(3)压缩机工艺气中COS+H2S含量较高，对压缩机的耐蚀性要求较高或者腐蚀较明显；(4)湿法脱硫过程中有水分进入工艺气(水的饱和蒸气压40℃7.3kPa，30℃4.2kPa)，在后工序中需要脱除，若不脱水而进行CO2分离如变压吸附法或聚乙二醇二甲醚(NHD)法，则分离效能降低很多；再生的富CO2气若含水返回造气炉，则水分大部分转化并副产H2，会提高粗煤气的H2含量，从而降低CO产品气的纯度，有些应用需控制H2含量。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种制备低氢CO气的工艺，主要包括以下步骤：(1)选用无水低氢焦炭或者先将低氢焦炭低温脱水，和无水二氧化碳、氧气在造气炉内制取粗煤气，粗煤气经余热锅炉回收热量，再进一步冷却，经电除焦油器除去焦油、粉尘杂质；(2)脱除焦油、粉尘后的工艺气经净化剂脱除HCl、HCN、NOx、SO3和AsH3、PH3等成分；(3)脱除HCl、HCN、NOx、SO3和AsH3、PH3的工艺气加热至200～230℃，进入COS水解-H2S直接氧化反应器，催化剂床层温度200-250℃，气流空速300-1000h-1；反应器内混装或叠层装填TiO2基中温有机硫水解催化剂及TiO2基硫磺回收催化剂，质量比（30-70%）：（70-30%），将COS、CS2水解为H2S，将水解生成的H2S及工艺气所含H2S与工艺气所含SO2、O2反应转化为单质硫，从而将所含硫化物基本转化为单质硫；(4)COS水解-H2S直接氧化反应器出口气，进入单质硫冷凝器将单质硫冷凝为液态硫或固态硫磺，分离单质硫，冷凝器出口气温度10-60℃；冷凝器底部具有可连续或间歇排出液态单质硫但不排出气体的排硫口，及时升温排硫以保证降温能力；冷凝器出口气进入氧化脱硫塔进行粗脱硫，脱硫塔内装填可热再生的催化氧化吸附脱硫剂，将H2S与SO2、O2反应基本转化为单质硫并吸附沉积在脱硫剂内孔中和颗粒间，并将大部分有机硫、有机物基本吸附脱除；催化氧化吸附脱硫剂热再生时通过将沉积吸附的单质硫、有机硫、有机物吹除而恢复其性能，包括吸附容量和精度，热吹出的单质硫通过冷凝器分离收集，含有机硫、有机物的不凝废气去造气炉处理；(5)氧化脱硫塔出口气脱除水分；(6)脱除水分的工艺气脱除CO2，制得本专利技术的低氢CO气，分离出的富CO2气回造气炉循环利用。本专利技术制备低氢CO气的工艺中，脱CO2的工艺气，还可以进行精脱硫处理，使精脱硫后的CO气总硫(以S计)≤0.1ug/L，乃至≤0.01ug/L。本专利技术制备低氢CO气的工艺中，COS水解-H2S直接氧化反应器中的放热量很小，温升15℃以内，故采用绝热反应器；所装填的TiO2基硫磺回收催化剂可以为含TiO285-90%，其余成分主要是CaSO4的二氧化钛基硫磺回收催化剂，也可以是较纯的含TiO299%左右的二氧化钛硫磺回收催化剂，其中前者较为常用，使用寿命很长；TiO2基硫磺回收催化剂能够在200-250℃和水分含量较低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备低氢CO气的工艺，主要包括以下步骤：(1)选用无水低氢焦炭或者先将低氢焦炭低温脱水，和无水二氧化碳、氧气在造气炉内制取粗煤气，粗煤气经余热锅炉回收热量，再进一步冷却，经电除焦油器除去焦油、粉尘杂质；(2)脱除焦油、粉尘后的工艺气经净化剂脱除HCl、HCN、NOx、SO

【技术特征摘要】
1.一种制备低氢CO气的工艺，主要包括以下步骤：(1)选用无水低氢焦炭或者先将低氢焦炭低温脱水，和无水二氧化碳、氧气在造气炉内制取粗煤气，粗煤气经余热锅炉回收热量，再进一步冷却，经电除焦油器除去焦油、粉尘杂质；(2)脱除焦油、粉尘后的工艺气经净化剂脱除HCl、HCN、NOx、SO3和AsH3、PH3等成分；(3)脱除HCl、HCN、NOx、SO3和AsH3、PH3的工艺气加热至200～230℃，进入COS水解-H2S直接氧化反应器，催化剂床层温度200-250℃，气流空速300-1000h-1；反应器内混装或叠层装填TiO2基中温有机硫水解催化剂及TiO2基硫磺回收催化剂，质量比（30-70%）：（70-30%），将COS、CS2水解为H2S，将水解生成的H2S及工艺气所含H2S与工艺气所含SO2、O2反应转化为单质硫；(4)COS水解-H2S直接氧化反应器出口气，进入单质硫冷凝器将单质硫冷凝为液态硫或固态硫磺，分离单质硫，冷凝器出口气温度10-60℃；冷凝器底部具有可连续或间歇排出液态单质硫但不排出气体的排硫口；冷凝器出口气进入氧化脱硫塔进行粗脱硫，脱硫塔内装填可热再生的催化氧化吸附脱硫剂，将H2S与SO2、O2反应基本转化为单质硫并吸附沉积在脱硫剂内孔中和颗粒间，并将大部分有机硫、有机物基本吸附脱除；催化氧化吸附脱硫剂热再生时通过将沉积吸附的单质硫、有机硫、有机物吹除而恢复其性能，热吹出的单质硫通过冷凝器分离收集，含有机硫、有机物的不凝废气去造气炉处理；(5)氧化脱硫塔出口气脱除水分；(6)脱除水分的工艺气脱除CO2，制得本发明的低氢CO气，分离出的富CO2气回造气炉循环利用。2.如权利要求1所述制备低氢CO气的工艺，其特征在于，脱CO2的工艺气，进行精脱硫处理。3.如权利要求1所述制备低氢CO气的工艺，其特征在于，COS水解-H2S直接氧化反应器中装填的TiO2基硫磺回收催化剂为含TiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金帅，崔国栋，胡文宾，
申请(专利权)人：山东迅达化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37