[发明专利]一种脱除焦炉煤气中H2S和HCN气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及焦炉煤气中酸性气体脱除技术领域，尤其涉及一种采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液和硷性化合物水溶液脱除焦炉煤气中H₂S及HCN气体的方法。

背景技术

焦炉煤气中H₂S的含量一般为5g/m³～8g/m³、HCN的含量为1g/m³～2.5g/m³，这些物质的存在会造成设备和管道的腐蚀，如作为民用燃料则更会严重污染环境。焦炉煤气在冶金企业绝大部分用作一般轧钢加热炉的燃料，此时，要求H₂S含量应≤200mg/m³～500mg/m³，HCN含量应≤150mg/m³。但是，由于H₂S会造成“酸雨”，HCN(氢氰酸)有抑制呼吸中枢的毒性，所以出于环境保护的考虑，焦炉煤气中H₂S和HCN的含量控制就显得更为必要，要求也更高。由此，人们期待着焦炉煤气脱硫脱氰技术的研发和应用能够为企业提供更好的工艺和效果。

现有技术中，焦炉煤气脱硫多采用15％单乙醇胺(MEA、分子式：HOCH₂CH₂NH₂)水溶液，或采用按一定比例混合的甲基二乙醇胺(MDEA)和单乙醇胺(MEA)、或NaOH、或KOH、或NaHCO₃的混合溶液作为脱除剂。MEA和MDEA化学结构上都有一个羟基和一个氨基，其中羟基能降低化合物的蒸汽压和增加化合物的水溶解度；氨基能使水中氢氧离子浓度增加，使溶液呈碱性，从而提高溶液对酸性气体的吸收速率。

但是，MEA在脱硫过程中会与焦炉煤气中CO₂、COS、CS₂等物质发生不可逆反应，生成不可再生的氨基甲酸盐以及一些高沸点聚合物，致使部分MEA无法得到有效再生，造成MEA消耗量增大；同时由于大量高沸点难以再生物质的存在，使得蒸汽消耗偏高，系统溶液过滤的难度加大，最终导致运行成本过高。

以碱性较弱的MDEA为主、配以MEA等碱性较强物质的混合脱硫溶液进行焦炉煤气脱硫，虽然可以较大程度地解决高沸点聚合物产生所致脱除剂消耗偏高和提高脱除剂的选择性，但是，由于MEA易劣化性的存在，就需要考虑溶液中MEA的再生问题。由于MDEA的沸点高于MEA，则脱除剂的解吸再生必然存在MDEA消耗的上升，如果不进行再生，MEA的活化性能又无法持续高效体现；如果加入NaOH、KOH等类物质则同样存在类似的分析及控制问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱除焦炉煤气中H₂S和HCN气体的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案的基本构思是：采用N-甲基二乙醇胺溶液和氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为脱除剂在脱硫塔中与焦炉煤气流逆向接触，N-甲基二乙醇胺溶液在脱硫塔下段，氢氧化钠、或氢氧化钾溶液在脱硫塔上段分段脱除焦炉煤气中的H₂S和HCN气体。

进一步，本发明技术方案采用15～40(w/w)％的MDEA水溶液作为一种脱除剂，2～20％(w/w)的NaOH或KOH水溶液作为另一种脱除剂；其中N-甲基二乙醇胺溶液与焦炉煤气流逆向接触的液气比为1.4-2L/M³、填料高度为7米、温度为32-45℃，氢氧化钠或氢氧化钾溶液与焦炉煤气流逆向接触的液气比为0.04-0.2L/M³、填料高度为2米、温度为32-45℃。

本发明技术方案的工艺流程为：

1)通过脱苯后温度为25～30℃、压力为7000～10000Pa的焦炉煤气流与温度为32～45℃的MDEA水溶液、即脱硫“贫液一”在脱硫塔(所涉及的具体装置对本领域技术人员来说是公知的)下段、填料高度为7米，首先进行逆向接触运行，液气比为1.4～2.0(L/M³)；

2)随后，焦炉煤气进入脱硫塔上段、填料高度为2米，与32～45℃的NaOH、或KOH、或NaHCO₃水溶液，即脱硫“贫液二”进行逆向接触运行，液气比为0.04-0.2(L/M³)；

3)被除去酸性气体的焦炉煤气输出到煤气储气柜；