焦化厂焦炉煤气一级加氢转化、一级脱硫工艺分析与设计技术实施方案.pdfVIP

焦化厂焦炉煤气一级加氢转化、一级脱硫工艺

分析与设计技术实施方案

1.一级加氢转化：

一级加氢转化器设计上为1台，在此焦炉煤气中大部分的有

机硫在催化剂的作用下转化为硫化氢，在整个脱硫工艺中起着基

础性作用。

设计上一级加氢转化器选用的催化剂是铁钼加氢转化催化

剂，其活性成分是氧化钼和少量的氧化铁，使用前需预先进行升

温硫化才能有较好的催化活性。

实际运行表明，只要对催化剂硫化充分，生产中温度控制合

适，一级加氢转化器即能够将焦炉煤气中大部分的有机硫进行加

氢转化生成硫化氢，满足生产需要。

目前存在的主要问题是，大部分的甲醇生产厂家都反映催化

剂的使用寿命不够理想：

好的状况下可使用2年，一般的在使用1年后催化剂活性就

会大大削弱，有机硫加氢转化能力降低甚至会消失，即使提高催

化剂床层的运行温度也不会有大的改观。如此增加了催化剂的更

换频率和脱硫成本。

理论上催化剂的活性是不会下降或消失的，造成这种现象有

多方面原因。

催化剂的生产厂家认为是催化剂在使用前硫化不彻底所致，

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但这并非主要原因：

因为催化剂在使用过程中始终是处在一个多硫和强还原性的

氛围中，即使在投用前预硫化不十分彻底，但在使用过程中也会

不断地有硫化反应发生，直至硫化彻底。

因此造成催化剂活性下降较快应该有以下两个原因：

一是催化剂本身质量存在问题，如活性成分含量偏低、稳定

性差；

二是焦炉煤气成分复杂，其中含有的少量焦油、萘等物质逐

渐累积、附着于催化剂颗粒表面，堵塞了活性微孔使催化剂的活

性大大下降，另外催化剂床层内温度的波动，尤其是超温时出现

的焦炉气析碳和催化剂结块也会导致催化剂活性下降，最终使一

级加氢转化器的有机硫转化能力变弱。

实际生产表明，催化剂受到污染、活性微孔被堵是造成催化

活性下降的主要原因。

因此要保证一级加氢转化器入口气体的洁净度。对此设计流

程上，在一级加氢转化器之前设置了常温过滤器和预加氢转化

器。

常温过滤器可以过滤除去焦炉气中的少量焦油、萘等，预加

氢转化器则可以在中温条件下进一步脱除焦炉气中的焦油、萘

等，同时辅助一级加氢转化器进行少量的有机硫加氢转化。

由此可见确保常温过滤器和预加氢转化器的良好运行状况对

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于一级加氢转化器的稳定运行及催化剂的使用寿命有重要意义。

生产中要定期对常温过滤器进行排污，及时将过滤下的焦油

等排掉以防止气体流量和温度波动时带至后系统，尤其在温度偏

高时很可能会将之前过滤下的物质在相对高温下气化带入后系

统。

对于预加氢转化器要充分发挥其在中温条件下的过滤作用，

以保证一级加氢转化器的催化剂尽可能不被污染。

在一级加氢转化器的催化剂后期活性下降时，其有机硫加氢

转化的辅助作用也很重要。

设计上常温过滤器为2台，可以倒换使用。对于预加氢转化

器，设计上有两台或是单台加副线流程，可在开车过程更换催化

剂而不影响生产。

鉴于一级加氢转化器在整个脱硫工艺中的重要作用和催化剂

使用寿命偏低的现状，近来有些厂家将一级加氢转化器设计为两

台，如此虽然增加了部分前期固定资产投资，但作用还是明显

的：

一是可以在不停车、不影响生产的情况下更换催化剂；

二是可以随时对催化剂进行再生操作，以尽量延长催化剂的

使用寿命。

2.一级脱硫：

一级脱硫槽负责将一级加氢转化器生成的硫化氢脱除。由于

其脱硫负荷较大，设计上为3台，正常生产时开2备1或3台串

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联使用。

一级脱硫槽的脱硫剂是以氧化锰为主要脱硫组分的铁锰脱硫

剂，使用前需进行预升温还原。生产实践表明其投用初期的脱硫

精度和硫容均比较理想，只是由于其在脱硫过程中有一定的反应

热，调节不当时易使脱硫槽出口超温并进一步导致二级加氢转化

器及二级脱硫槽等超温。

因此有部分厂家试用了中温氧化铁脱硫剂在一级脱硫槽，据

脱硫剂的生产厂家讲中温氧化铁的性能要优于铁锰脱硫剂：