[发明专利]制备低氢CO气的工艺

说明书

本发明提供一种制备低氢CO气的工艺，主要包括以下步骤：(1)选用无水低氢焦炭或者先将低氢焦炭低温脱水，和无水二氧化碳和氧气在造气炉内制取粗煤气，粗煤气经余热回收和冷却，除焦油、粉尘；(2)脱除HCl、HCN、NOx、SO₃和AsH₃、PH₃等成分；(3)加热至200～230℃，进入COS水解‑H₂S直接氧化反应器，催化剂床层温度200‑250℃，气流空速300‑1000h^‑1；反应器内混装或叠层装填TiO₂基中温有机硫水解催化剂及TiO₂基硫磺回收催化剂，将硫化物基本转化为单质硫；(4)冷凝分离单质硫，进氧化脱硫塔粗脱硫；(5)脱除水分；(6)脱除CO₂，制得本发明的低氢CO气，分离出的无水富CO₂气回造气炉循环利用。

技术领域

本发明涉及CO气体制备工艺，特别是涉及一种制备低氢CO气的工艺。

背景技术

在金属冶炼、有机合成中，如由氧化铁制备还原铁粉、甲酸钠合成、甲醇羰基化生产醋酸、乙二醇合成的过程中，常用CO气体作还原剂或反应原料，需要制备高纯度的CO气。

现有技术中，CO气主要由焦炭、二氧化碳和氧气在造气炉制取，先制得如65-70％浓度的粗CO气，再经精制、提纯制得如97％～98％浓度的高纯度CO气，即一氧化碳。其中的精制主要包括煤焦油脱除、硫化物如羰基硫(COS)、H₂S的脱除，提纯主要是CO₂的脱除，精制过程中还涉及有机物及O₂的脱除，最终达到杂质含量和纯度都符合使用要求的高纯CO气。

ZL200810201800.4公开了一种节能减排的高纯CO精制工艺，通过下列工艺步骤实现：

(1)焦碳气化制取粗煤气

焦碳、二氧化碳和氧气在造气炉内1100～1200℃的温度下反应，生成粗煤气，其中CO含量为68％～70％，其余为CO₂28～29％、H₂1.8～2％、H₂S 0.04～0.06％、COS 0.13～0.17％和焦油、粉尘杂质，炉顶600～700℃的粗煤气进入余热锅炉进行热量回收，再经冷却到40℃，降温后的粗煤气进入气柜；

(2)电除焦油器除去焦油、粉尘

气柜中粗煤气进入电除焦油器除去焦油、粉尘杂质；

(3)水解、湿法脱硫

除焦油后的粗煤气直接进入多级压缩机中的1级气缸，增压至0.2～0.3MPa后进入水解、湿法脱硫装置，对COS进行水解，在湖北省化学研究院水解催化剂T5O4A的作用下使粗煤气中的COS分解成CO₂和H₂S，水解后进入湿法脱硫装置，然后在浓度为0.4N的Na₂CO₃的碱溶液中进行粗脱硫，碱溶液中吸收的H₂S经再生，生成固体硫，此时粗煤气中的COS降至300×10^-6以下；将大部分H₂S、COS以副产品硫磺的形式加以回收；

(4)真空变压吸附脱除H₂S、CO₂和COS气体

粗脱硫后的粗煤气返回多级压缩机的2级～3级气缸，增压至1.5～2.2MPa后，粗煤气进入真空变压吸附装置VPSA，利用分子筛变压吸附H₂S、CO₂和COS气体，出口气中H₂S含量小于20×10^-6，COS含量为(20～50)×10^-6，再生的富CO₂气全部返回造气炉用作造气原料；

(5)精脱硫塔脱硫