[发明专利]一种用于转炉煤气脱氧及脱硫的装置和方法

说明书

本发明属于脱氧及脱硫技术领域，公开了一种用于转炉煤气脱氧及脱硫的装置和方法。本发明增设冷激管线，使气体分别从脱氧反应器顶部和底部进入，同时通过控制阀门开度，调节进入底部和顶部的转炉煤气流量，实现顶部温度控制在70℃，脱氧反应器催化剂床层热点温度不超过190℃，均温不超过150℃。提高了脱氧反应器处理能力。选用折流杆管壳式换热器，替代了原来的进口挡板和折流板型式净化气水冷器，使净化器水冷器阻力降下降30KPa，系统整体压差低于150KPa。经过本发明装置后的脱氧气体不需要再分一部分进入转炉煤气循环压缩机做循环使用，压缩机停运，脱氧反应器阻力降下降30KPa，降低了能耗，同时也降低了装置生产成本。

技术领域

本发明属于脱氧及脱硫技术领域，具体为一种用于转炉煤气脱氧及脱硫的装置和方法。

背景技术

目前，以转炉煤气和焦炉煤气为原料生产乙二醇时，每小时需消耗转炉煤气58000Nm³，转炉煤气中CO含量为45-50％，氧含量≤1％，COS和二甲基硫等有机硫含量≤15mg/Nm³。为满足乙二醇生产要求，需将转炉煤气中氧含量降低至30ppm以下，总硫含量＜0.1ppm，转炉煤气脱氧精脱硫工序采用COS水解、一次脱硫、脱氧和精脱硫的工艺路线，设计系统整体阻力降≤150kpa，脱氧反应器采用内换热型均温反应器，催化剂床层热点温度≤180℃，床层均温≤150℃。

现有的脱氧脱硫工艺流程主要为：转炉煤气经过转炉煤气换热器与脱氧后的转炉煤气换热提温至60℃后，进入水解脱硫塔脱硫。从水解脱硫塔顶部出来的气体经过开工加热器与脱氧循环气混合，然后从底部进入脱氧反应器，脱除转炉煤气中的氧。经脱氧后的气体分为两部分，一部分作为脱氧循环气，经转炉煤气循环压缩机增压后循环利用，另一部分过转炉煤气换热器与原料气换热降温，再经净化气水冷器降温至40℃后，从塔底进入精脱硫塔，脱除气体中残余的硫醇及二甲基二硫化物。

该流程在实际运行过程中，当脱氧反应器进气氧含量超过0.5％时，脱氧反应器催化剂床层热点温度最高达到190℃以上，催化剂床层均温达到160℃以上；系统整体阻力降最高达到200kpa，远超设计指标要求，为保证装置安全运行，只能通过降低生产负荷的方式运行。因此，其存在一定的局限性，主要体现在以下几点。

1、现有脱氧反应器的处理能力对进口转炉煤气中氧含量指标要求较高，不能高于0.5％。为控制进口氧含量，需运行转炉煤气循环压缩机增加循环量，一方面稀释氧含量，另一方面增加反应器床层空速，带走反应热。压缩机额定功率为420KW，运行能耗高，增加了生产成本；同时增加了系统整体压差。

2、脱氧反应器催化剂床层的反应热仅能通过循环压缩机增加循环量带走，调节手段单一且能耗较高，脱氧反应器进口氧含量超过0.5％时，催化剂床层热点温度超高，只能降低生产负荷运行，影响装置整体生产能力。

3、脱氧催化剂装填在反应器壳程，转炉煤气从反应器底部管程进入，与壳程中已脱氧反应的热转炉煤气换热，换热效果无法有效控制，导致进入壳程开始反应时温度超高，导致催化剂床层热点温度超高。

4、净化气水冷器设计结构型式存在问题，原设计采用进口挡板和折流板型式，导致净化气水冷器阻力降较大，超过40kpa，造成系统整体阻力降较大。

因此，提供一种新的用于转炉煤气脱氧及脱硫的装置和方法，用来降低脱氧反应器床层温度和系统阻力，提高脱氧催化剂使用寿命，提高转炉煤气脱氧脱硫装置运行负荷具有重大意义。

发明内容

针对上述问题本发明提供了一种用于转炉煤气脱氧及脱硫的装置和方法。该装置和方法能够降低现有方法脱氧反应器床层温度和系统阻力，提高脱氧催化剂使用寿命，提高转炉煤气脱氧脱硫装置运行负荷。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：