催化氧化技术

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催化氧化法工艺在我公司的应用

1、前言

随着化工工业的迅猛发展，煤、石油、天然气的大量开采、加工及使用，环境污染日益严重，人们也意识到环保的重要性，如不下大力气保护地球环境，人类将面临自己毁灭自己。为遏制全球气候不断变暖，各国都在限制H2S、SO2及有机硫化物等有毒有害气体的排放。10年前150多个国家在日本东京制定了《京都协议书》，2007年12月15日，180多个国家代表在印尼巴厘岛又通过了《巴厘岛路线图》，这肯定了全球有关各方已为控制全球气候变化所做的种种努力。围绕着工业气体、化工废气脱硫并回收硫磺技术，世界各国进行了大量的研究和开发工作。

目前，在煤化工脱硫领域中，脱硫方法有：

1.1 喷射再生法：

喷射再生法回收硫磺主要应用于固定床造气脱硫，且要求H2S≤0.5％，主要有栲胶法、络合铁法、888、PDS、ADA、MSQ法等。

1.1.1 栲胶法脱硫，其主要用于半水煤气脱硫，如CO2过高，碱耗增大，PH值不易调节，Na2CO3与NaHCO3比例失调，造成设备堵塞。如果过高，需加大循环量，相应成分也需提高，设备费用随之增大。

1.1.2 肽菁钴系列硫容低，且易造成设备腐蚀。

1.1.3 络合铁法脱硫，应用于再生气脱硫，其消耗高，易造成设备腐蚀，且工艺不太成熟。

1.2 克劳斯法：

对于胺法、砜胺法、低温甲醇洗等脱硫溶液再生析出的含H

S酸气，其大多

采用克劳斯装置回收硫磺。克劳斯法要求H2S≥25％，其转化率为95~98%左右，出口尾气硫化物含量高达800~1500mg/Nm3，难以达到环保排放标准，后面还需配套尾气回收装置, 不符合我公司的实际情况（H2S浓度0.5～2％左右）。

1.3 林德直接氧化工艺：

S浓度为0.5～3％）处理—Clinsulf-DO Linda公司开发出的低浓度酸性气（H

直接氧化工艺，该技术核心是林德公司的内冷式反应器。该反应器分为两部分,入口部分设置一个非冷却绝热床,允许反应温度迅速上升以提高反应速度。下面

部分有一个催化床,内设一盘管式换热器。该换热器提供有效冷却,以使反应器出口温度降至接近于硫的露点温度,这样就把化学平衡点移向更多硫的转化。其结果是一台反应器有可能得到两种效果,即硫化氢的直接氧化反应(主要是在绝热层发生)和最大硫转化率(根据其在反应器出口温度低时的平衡点)。

低压蒸汽

净化气

空气硫

Clinsulf一DO直接氧化法工艺流程图

林德直接氧化工艺设备费用、催化剂、技术转让费等投资费用，共计2000多万元，耗资巨大，故而许多厂家尚未使用。

1.4 丰喜海川催化氧化法：

为解决煤化工脱硫领域中，对于低浓度酸性气（H

S浓度为0.5～2％）的处理，我公司与山东淄博海川精细化工有限公司合作，自行设计、自主研发，选用国产催化剂，形成一套催化氧化制硫工艺新技术，以解决低浓度酸性气处理，填

补国内空白，达到装置纯国产化，保证硫回收尾气H

2S、SO

排放达到国家环保排

放标准(据GB14554恶臭污染物排放标准及GB16797-1996大气污染物综合排放标准新建装置SO

排放标准)。

该技术具有安全、工艺简单、易操作、投资少、运行费用低等特点。其投资费用共计600多万元（包括设备、催化剂、电器仪表、防腐保温、土建、安装费用、材料费用等），不到林德工艺投资费用的三分之一。

2、概述

2008年6月12日，由山西丰喜肥业集团（股份）有限公司临猗分公司与山东淄博海川精细化工有限公司共同研发的低温、低浓度选择性催化氧化制硫工艺新技术，在临猗分公司400Kt/a甲醇二期一次开车成功，尾气硫化物含量远低于国家环保排放标准，这标志着国际煤化工领域低温、低浓度酸性气处理的首次工

业化应用，在山西丰喜肥业集团临猗分公司试车成功。

该技术的成功应用，带来了非常显著的经济效益、环境效益与社会效益；填补了国内空白；开辟了世界煤化工领域低温、低浓度H

S硫磺回收技术历史新纪元。

3、工艺原理及任务

3.1 工艺原理

含H

2S的酸性气与空气混合被加热至180～220℃，送至反应器，在此H

S被

直接氧化，反应器出口温度在250～280℃之间，硫在下游分离器内析出。

其反应方程式为： H

2S＋1/2O

→S＋H

O＋Q

3.2 硫回收岗位任务

硫回收岗位的主要任务是除去酸性气中的H

2S，回收硫磺，使排放气中H

S、

达到国家环保要求。

4、工艺流程简述

从脱硫系统来得0.03～0.06 Mpa(G)的酸性气体（H2S浓度为1％～3％左右）与空气混合进入酸性气预热器加热，出来后进入反应器进行反应，反应气经过硫冷凝器冷却进入硫分离器进行分离，硫回收尾气经洗涤、降温后排放。

5、运行效果

表1催化氧化制硫工艺运行数据

时间再生气流量

(Nm3/h)

空速(h-1)

进口H2S

（mg/m3）

硫回收尾气

H2S（mg/m3）SO2（g/m3）

转化率(%)

2008-7-9