一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法、系统及变换制氢工艺技术方案

本公开涉及一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法、系统及变换制氢工艺，本公开通过采用来自煤焦油加氢工艺的酸性气作为硫源、来自煤焦油加氢工艺的脱硫干气作为氢源对荒煤气制氢工艺中的变换反应催化剂进行硫化，能够避免床层超温以及有机硫化剂氢解不完全现象的出现，延长催化剂寿命，具有操作简便、床层温度易于控制、硫化成本低、硫化效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法、系统及变换制氢工艺
本公开涉及荒煤气制氢领域，具体地，涉及一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法、系统及变换制氢工艺。
技术介绍
焦炭生产过程中，会产生含有一定量CO、H2的可燃性气体，该可燃气体被称为荒煤气，有变换反应存在的荒煤气制氢工艺，能够大大提高氢气的产量。现阶段，荒煤气制氢变换工艺中广泛应用的变换反应催化剂为以硫化态的Co/Mo为活性中心的Co/Mo系催化剂。然而，随着变换反应的进行，硫化态的Co/Mo系催化剂往往会发生氢还原反应，使得催化剂由硫化态变为单质而失去催化活性。目前，荒煤气制氢中变换催化剂的硫化通常有两种方法：一是以荒煤气为氢源，含硫化合物为硫源的有机硫化剂加氢法，但由于荒煤气中含有一定量的O2，会在催化剂硫化时出现超温现象，加之荒煤气中含有一定量的CO，这会使的硫化时出现硫化和变换两种反应，严重影响硫化后的催化性能以及使用寿命；二是有机硫化剂加氢法，该法对硫化剂的氢解要求严格，当氢解不完全时就会出现硫化剂附着在催化剂表面，会在首次接气时出现再次氢解的现象，很可能会出现床层超温现象，严重时会使得催化剂烧结，而且含硫化合物，如二硫化碳、二甲基二硫等物质，成本较高，同时由于二硫化碳、二甲基二硫等物质一般为易燃易爆有毒液体，因此长距离运输也较难。
技术实现思路
本公开为了延长荒煤气制氢中变换反应催化剂的使用寿命，降低变换反应催化剂的硫化成本，同时提高变换反应催化剂的硫化安全性，提供了一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法、系统及变换制氢工艺。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法，所述硫化方法包括：S1：使氮气依次进入脱氧炉和变换反应器，对所述脱氧炉中的脱氧剂和所述变换反应器中的变换反应催化剂进行脱水处理；S2：使来自煤焦油加氢工艺的酸性气与来自煤焦油加氢工艺的脱硫干气的混合气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器，对所述脱氧炉中的脱氧剂和所述变换反应器中的变换反应催化剂进行硫化处理，得到硫化态的脱氧剂、硫化态的变换反应催化剂和硫化气；其中所述酸性气含有3g/Nm3～15g/Nm3的硫化氢，所述脱硫干气含有15～35体积％的氢气。可选地，所述硫化方法还包括：在步骤S1之前，采用氮气将所述脱氧炉和所述变换反应器充压至20-50KPa，然后将所述氮气加压至60-90KPa，并升温至80-120℃后，进行所述脱水处理；步骤S1中，所述脱水处理包括：SS1：将压力为60-90KPa，温度为80-120℃的所述氮气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器进行第一脱水处理180-360min；SS2：将所述脱氧炉和所述变换反应器内的所述第一脱水后的氮气继续升温至160-230℃后，进行第二脱水处理180-360min。可选地，步骤S1中，所述脱氧剂为Mo-Ni系催化剂和/或Co-Mo系催化剂，所述变换反应催化剂为Mo-Ni系催化剂和/或Co-Mo系催化剂。可选地，步骤S2中，所述硫化处理包括：使来自煤焦油加氢工艺的酸性气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器，当所述变换反应器的入口处硫化氢的浓度高于硫化阈值时，使所述来自煤焦油加氢工艺的脱硫干气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器进行所述硫化处理；所述硫化阈值为400-510ppm之间的任意值；所述硫化处理的条件包括：温度为230-420℃，压力为60-90KPa；所述变换反应器中，所述氢气的浓度为20-30体积％，所述硫化氢的浓度为3g/Nm3～15g/Nm3。可选地，步骤S2中，所述硫化处理还包括：依次向所述脱氧炉和所述变换反应器中引入补充硫化剂进行硫化氢补充；所述补充硫化剂为二甲基二硫和/或二硫化碳。可选地，步骤S2中，当所述变换反应器的入口处硫化氢的浓度与所述变换反应器的出口处硫化氢的浓度在120-180min内保持相同时，停止通入所述氮气、所述酸性气和所述脱硫干气，完成所述硫化处理。可选地，所述硫化方法还包括：将所述硫化气加压至60-90KPa，并升温至230-420℃后，使所述硫化气依次返回至所述脱氧炉和所述变换反应器进行所述硫化处理。本公开第二方面提供一种荒煤气变换制氢工艺，所述工艺包括：(1)采用本公开第一方面所述的硫化方法对变换反应催化剂进行硫化，得到硫化态的变换反应催化剂；(2)使荒煤气进入装填有所述硫化态的变换反应催化剂的变换反应器中进行变换制氢，得到氢气产品。本公开第三方面提供一种采用本公开第一方面所述的硫化方法或本公开第二方面所述的工艺进行荒煤气变换制氢的系统，所述系统包括氮气入口、煤焦油加氢工艺的酸性气入口、煤焦油加氢工艺的脱硫干气入口、脱氧炉和变换反应器；所述脱氧炉内装填有脱氧剂，所述变换反应器内装填有变换反应催化剂；所述脱氧炉上设有所述氮气入口、所述煤焦油加氢工艺的酸性气入口、所述煤焦油加氢工艺的脱硫干气入口以及脱氧气出口分别设置于所述脱氧炉上，所述脱氧气出口与所述变换反应器的入口连通，所述变换反应器还设有硫化气出口。可选地，所述系统还包括：加压装置和加热装置；所述变换反应器的硫化气出口与所述加压装置的入口连通，所述加压装置的出口与所述加热装置的入口连通，所述加热装置的出口与所述脱氧炉的硫化气入口连通；可选地，所述系统还包括补充硫化剂入口；所述补充硫化剂入口设置于所述脱氧炉上，和/或，所述补充硫化剂入口设置于所述变换反应器上；所述加压装置包括离心式鼓风机、螺杆压缩机或罗茨鼓风机；所述加热装置包括电加热器、蒸汽加热器或燃料加热器。本公开通过采用来自煤焦油加氢工艺的酸性气作为硫源、来自煤焦油加氢工艺的脱硫干气作为氢源对荒煤气制氢工艺中的变换反应催化剂进行硫化，能够避免床层超温以及有机硫化剂氢解不完全现象的出现，延长催化剂寿命，具有操作简便、床层温度易于控制、硫化成本低、硫化效率高的特点。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开的一种实施方式中荒煤气变换制氢的系统示意图。附图标记说明1.离心式鼓风机2.加热器3.脱氧炉4.变换反应器6.冷却器具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，例如参考图1的图面方向，“内、外”是指相对于装置轮廓而言的。如图1所示，本公开第一方面提供一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法，所述硫化方法包括：S1：使氮气依次进入脱氧炉3和变换反应器4，对所述脱氧炉3中的脱氧剂和所述变换反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法，其特征在于，所述硫化方法包括：/nS1：使氮气依次进入脱氧炉和变换反应器，对所述脱氧炉中的脱氧剂和所述变换反应器中的变换反应催化剂进行脱水处理；/nS2：使来自煤焦油加氢工艺的酸性气与来自煤焦油加氢工艺的脱硫干气的混合气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器，对所述脱氧炉中的脱氧剂和所述变换反应器中的变换反应催化剂进行硫化处理，得到硫化态的脱氧剂、硫化态的变换反应催化剂和硫化气；其中所述酸性气含有3g/Nm

【技术特征摘要】
1.一种荒煤气制氢的变换反应催化剂的硫化方法，其特征在于，所述硫化方法包括：
S1：使氮气依次进入脱氧炉和变换反应器，对所述脱氧炉中的脱氧剂和所述变换反应器中的变换反应催化剂进行脱水处理；
S2：使来自煤焦油加氢工艺的酸性气与来自煤焦油加氢工艺的脱硫干气的混合气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器，对所述脱氧炉中的脱氧剂和所述变换反应器中的变换反应催化剂进行硫化处理，得到硫化态的脱氧剂、硫化态的变换反应催化剂和硫化气；其中所述酸性气含有3g/Nm3～15g/Nm3的硫化氢，所述脱硫干气含有15～35体积％的氢气。


2.根据权利要求1所述的硫化方法，其中，所述硫化方法还包括：在步骤S1之前，采用氮气将所述脱氧炉和所述变换反应器充压至20-50KPa，然后将所述氮气加压至60-90KPa，并升温至80-120℃后，进行所述脱水处理；
步骤S1中，所述脱水处理包括：
SS1：将压力为60-90KPa，温度为80-120℃的所述氮气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器进行第一脱水处理180-360min；
SS2：将所述脱氧炉和所述变换反应器内的所述第一脱水后的氮气继续升温至160-230℃后，进行第二脱水处理180-360min。


3.根据权利要求1所述的硫化方法，其中，步骤S1中，所述脱氧剂为Mo-Ni系催化剂和/或Co-Mo系催化剂，所述变换反应催化剂为Mo-Ni系催化剂和/或Co-Mo系催化剂。


4.根据权利要求1所述的硫化方法，其中，步骤S2中，所述硫化处理包括：使来自煤焦油加氢工艺的酸性气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器，当所述变换反应器的入口处硫化氢的浓度高于硫化阈值时，使所述来自煤焦油加氢工艺的脱硫干气依次进入所述脱氧炉和所述变换反应器进行所述硫化处理；所述硫化阈值为400-510ppm之间的任意值；
所述硫化处理的条件包括：温度为230-420℃，压力为60-90KPa；所述变换反应器中，所述氢气的浓度为20-30体积％，所述硫化氢的浓度为3g/Nm3～15g/Nm3。


5.根据权利要求1所述的硫化方法，其中，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钢强，廖俊，葛庆，赵广韬，陈步宁，李鹏云，姚磊，龙文涛，
申请(专利权)人：新疆宣力环保能源有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65