浅析焦炉气脱硫工艺

2022-09-12

1 湿法脱硫工艺

1.1 低温条件下甲醇洗脱硫工艺

低温甲醇洗工艺属于归属物理吸收法的范畴, 其原理为:根据硫化物在气体中时, 会因为温度和压力的不同在甲醇容积中的溶解度会存有差异, 由此可以进行分离脱除。因为甲醇在—60℃左右条件下对酸性气体的溶解度很大, 低温甲醇洗工艺就可以利用这一物理特性, 对充斥在气体中的H2S、CO2和有机硫化物进行分段选择性的吸收。现今使用此工艺进行脱硫的一般都是以渣油与煤炭做原料的化肥厂。

1.2 NHD工艺

广义上的酸碱理论是NHD脱硫工艺的使用原理, 在聚乙二醇二甲醚分子结构中, 醚基团内的氧为硬碱性中心, 而CH3-和-CH2-CH2-基团则为软酸部分, 由此可见, NHD溶剂不管是对对硬酸性气体 (如H2S、CO2) 还是软碱性气体 (COS) 的溶解吸收的能力都很强大, 这样脱除酸性气体的目的就可以达到了。中国的南化研究院经过对此研究, 使得主要溶剂组份为聚乙二醇二甲醚的NHD净化技术得以开发, 国内现在已经有20多家氨厂、甲醇厂、醋酸厂的脱硫、脱碳装置上都成功得运用了该技术。

1.3 蒽醌二磺酸钠工艺

蒽醌二磺酸钠工艺采用的原理是:用偏钒酸钠来当催化剂, 而还原状态下的钒的再生性的氧气载体用蒽醌二磺酸钠来做, 作为还原态钒的再生载氧体, 吸收剂用碳酸钠溶液, 来进行脱硫、脱氰的目的。此法在焦炉气和煤气的脱硫中使用的比较多。因为其有很多的不足之处, 所以限制了它的推广和使用。它的主要不足是悬浮的硫磺颗粒很小, 不容易回收, 而易致使塔堵现象, 对有机硫及HCN的脱出效率也不高, 还会使用大量的脱硫液, 这样容易致使二次污染的发生。

1.4 栲胶法脱硫工艺

一般情况下对植物的果皮、叶子及枝干水淬液经过熬制形成栲胶, 其中丹宁是它的主要成为之一, 因为其来源存在差异, 所以丹宁的成分又有差别。因为他们的组成部分都含有多羟基芳香烃化合物, 所以酚式或醌式结构他们都有。此法会让H2S降至21mg/Nm3之下, 脱硫率大于99%。此工艺的特点是硫容高, 原料易取便宜, 几乎没有硫堵发生, 栲胶脱硫液几乎没有腐蚀性。

1.5 HPF工艺

HPF法的原理是把焦炉气中的氨做为碱的来源, H2S被脱硫液吸收之后, 会在HPF的作用中氧化再生。HPF催化剂的催化作用不仅会在脱硫过程中起到, 也会在再生过程中起到。由于HPF催化剂具有活性高和流动性好的特点, 因此可以使设备和管道的堵塞问题得到有效地改善。HPF法具有操作简单、脱硫率高、使用设备少、综合效益高等方面的特点。

2 干法脱硫工艺

2.1 钴钼加氢串氧化锌脱硫工艺

此工艺的流程是由一级预转化、一级加氢转化、中温Fe2O3脱除、二级加氢转化串氧化锌脱除硫化物、触媒的还原系统等部分组合而成的, 其脱硫剂一般用钴钼加氢催化剂、氧化铁脱硫剂以及氧化锌。此工艺具有净化度高、操作简单、流程短、避免冷热交换、生产耗能低等方面的优点, 它也存在很多的不足之处, 主要是铁钼加氢催化剂易结碳、设备投资大、弹性小、如果条件控制不好的话脱硫剂床层的飞温就会发生。

2.2 活性炭干法脱硫工艺

此工艺是采用的原理是活性炭对原料气中的硫化物进行吸附后会脱除其中的硫化物, 活性炭脱硫工艺使用的前提是原料气中仅含有含有H2S、COS和低硫含量的原料气, 因为活性炭不能对有机硫进行脱除, 硫熔也低, 所以对那些含有硫醇、硫醚、噻吩等有机硫的原料气, 采用此工艺会受制约。

2.3 干法塔式脱硫工艺

此工艺的硫化机常用氧化铁, 三塔串联、并联或者反串的方式该脱硫方法的流程经常采用, 其活性铁将硫化氢转化为Fe2S3·H2O, 由空气的再生作用生成硫单质, 活性铁组分不变, 所以说此处的脱硫剂无异于催化剂。需要注意的是其脱硫后期活性铁表面被单体覆盖, 阻碍了硫化氢的扩散, 所以脱硫剂要定期更换。

3 结语

当今焦炉气脱硫的不足之处有:湿法脱硫处理量大, 脱硫效果好, 但是此法投资大, 占地面积大, 脱硫后的废液不易处理容易产生二次污染, 有些方法还有设备方面的制约, 其在大型化工厂的粗脱硫阶段使用的比较多些。干法脱具有处理量小、脱硫精度高、占地少, 投资小等特点, 因为其废弃的脱硫剂不能再生, 所以不能对其循环使用。现今国内煤化工厂和规模大的化肥厂常使用的湿法脱硫工艺是低温甲醇洗法和NHD工艺。干法脱硫划分成铁系、锌系、活性炭系和分子筛系的依据是脱硫剂的种类, 其具有工艺流程短、脱硫成本和设备成本低、硫容和脱硫精度高以及开发出高效脱硫剂等方面的特点。以上脱硫工艺既有其自身的优点也有不足, 在选取时应结合实际考虑多方的因素, 尽量选取那些经济合理技术有效的脱硫方法, 以达到降低脱硫费用、节能减耗、保护环境、符合国家政策、提高效益的目的。

摘要：当今干、湿两种脱硫技术是当今投入工业化使用最常用的技术, 从焦化炉里面冒出的焦炉气, 有机硫和无机硫的含量都很高, 所以在对其进行使用之前必须先脱硫。如对焦炉气做二次化工利用的话, 合成甲醇催化剂因为对硫具有很强的敏感性, 所以必须对焦炉气做精脱硫操作。因为干法脱硫的脱硫精度相对而言比较高, 不管是对有机硫还是无机硫的净化度都很高, 所以被常用在精脱硫的工段中去。

关键词：焦炉气脱硫工艺,湿法,干法