焦化厂焦炉煤气二级加氢转化、二级脱硫工艺分析与设计技术实施方案.pdfVIP

焦化厂焦炉煤气二级加氢转化、二级脱硫工艺

分析与设计技术实施方案

1.二级加氢转化：

二级加氢转化器负责将经一级脱硫后焦炉煤气中剩余的少量

的有机硫尤其是较难加氢转化的部分有机硫进一步加氢转化生成

硫化氢。

设计上选用的催化剂是镍钼加氢转化催化剂，其作用机理与

铁钼系列催化剂相同。

实际运行中由于到二级加氢转化器人口时气体温度相对较

高，且催化剂床层温升大，常常导致二级加氢转化器出口及二级

脱硫槽超温。

有的厂家为解决二级加氢转化器的超温现象，在其催化剂床

层增加了冷激线，然而在实际生产中此冷激线不易开的过大，否

则会导致脱硫负荷后移，影响脱硫工艺的整体经济运行。

因此控制二级加氢转化器的入口温度和催化剂床层温升才是

优先调节手段。

然而控制入口温度又限制了一级加氢转化器床层及出口温度

的提升而影响催化剂活性的充分发挥，尤其在后期需要提温增强

活性时。

另外镍钼加氢转化催化剂的生产成本也较高，是铁钼系列的

2～3倍。

1/5

鉴于此，一种新型钛系有机硫加氢转化催化剂(主要成分为

二氧化钛)：

温升小，且其使用前不必硫化，用在二级加氢转化器的位

置，可以适当提高一级加氢转化器的床层温度，而不用担心后系

统超温。

但在使用过程也出现了新问题：由于其发热量低，床层温升

偏小又导致二级脱硫槽及工段出口温度偏低，这对于预加氢转化

器入口的焦炉气用高温转化气换热提温的工艺来说，脱硫工段出

口温度的偏低导致与其换热的焦炉气预热器出口的转化气温度

(亦即焦炉气初预热器入口的转化气温度)降低，从而进一步影响

焦炉气初预热器出口的焦炉气温度(亦即预加氢转化器的入口温

度)的提升，尤其是在预加氢转化器及一级加氢转化器使用后

期，催化剂床层温升减小后，此影响更加明显，系统的热量平衡

受到影响。

以上分析可知二级加氢转化器催化剂床层的温升对整个脱硫

系统温度与热量平衡有很大的影响，因此对于其催化剂的选择要

满足两点：

一是具有少量的有机硫加氢转化作用，

二是催化剂床层具有合适的发热量、温升，确保系统的热量

平衡。

为此其催化剂的选择可考虑两种方案：

一是将一级加氢转化器更换下催化剂中，状况较好的部分用

2/5

于二级加氢转化器的位置；

二是将二级加氢转化器的催化剂一半装填温升低的钛系催化

剂，一半装填有温升铁钼系催化剂。

如此满足了二级加氢转化器的作用：既能将少量的有机硫转

化，也能有一定的催化剂床层温升，保证全系统的热量平衡。

2.二级脱硫：

二级脱硫槽主要负责将二级加氢转化器生成的少量硫化氢

脱除，保证工段出口的硫含量小于0.1×10－6，设计上为2

台，可串联使用也可单台投用。

二级脱硫槽所选用的脱硫剂为中温氧化锌脱硫剂。实际生产

表明中温氧化锌脱硫剂的脱硫精度较好，能很好地起到把关作

用。

存在的主要问题是脱硫剂在使用中根本达不到饱和硫容即需

更换，即脱硫剂的利用率不高。造成中温氧化锌脱硫剂脱硫效率

低下，达不到设计硫容的原因主要跟其在工艺流程中所处的位置

及设计空速有关。

首先是在脱硫工艺中的位置。中温氧化锌脱硫剂处于二级脱

硫槽的位置，这个位置决定了二级脱硫槽入口的总硫含量已相当

低，而出口的硫含量又不能超高，没有大量吸收硫化氢的机会，

而一槽脱硫剂达到饱和的标志是其进出口气体中的硫含量相等。

其次是二级脱硫槽的空速。设计上二级脱硫槽的脱硫利装填

量仅约为一级脱硫槽脱硫剂装填量的五分之一。

3/5

脱硫剂装填量少，因此二级脱硫槽的空速很大，使得气体在

脱硫剂床层中流动很快，所含的硫化氢还未完全被吸收就已到达

出口，因此很容易被穿透。

而其所处的位置要求，只要脱硫剂达到穿透硫容即需更换新

的脱硫剂。

较高的空速也决定了二级脱硫槽入口气体的硫含量不能太

高：

只要入口气体中硫含量稍有偏高，出口气体中硫含量就有超

标的风险，进一步导致出工段气