硫含量分析在焦?fàn)t煤氣制甲醇中的重要性

張艷 米江濤（陜西陜焦化工有限公司 陜西 富平 711712）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得市場(chǎng)中對(duì)焦炭的需求較大，在焦炭加大生產(chǎn)的過(guò)程中焦?fàn)t煤氣如何處理成了一項(xiàng)比較熱門(mén)的產(chǎn)業(yè)鏈，一些單一煉焦企業(yè)將大量的焦?fàn)t煤氣采取燃燒方式進(jìn)行生產(chǎn)。我國(guó)作為能源需求量較大的國(guó)家，如何高效、合理地生產(chǎn)大量的焦?fàn)t煤氣，對(duì)資源的節(jié)約和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

一、焦?fàn)t煤氣中的硫

1.硫的來(lái)源及危害

煤氣中的硫化物全部來(lái)源于原料煤，原料煤中的硫經(jīng)過(guò)高溫?zé)捊购笾饕詺鈶B(tài)形式如硫化氫、二氧化硫、羰基硫等存在于焦?fàn)t煤氣中，其中最主要的是的是硫化氫。煤氣中硫的存在會(huì)造成產(chǎn)物和管道的腐蝕，影響質(zhì)量，其中的燃料含量超標(biāo)會(huì)造成局域性酸雨，將污染大氣環(huán)境和生態(tài)平衡，影響人們身體健康。如果煤的含硫量低，相應(yīng)煤氣中的硫化物含量也會(huì)降低。

2.降低入爐煤硫含量的方法

要降低發(fā)生爐煤氣中硫化氫的含量，從理論上說(shuō)有兩種方法可行，一是采用低硫煤氣化，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)煤氣發(fā)生爐用煤技術(shù)條件中的相關(guān)規(guī)定在有脫硫裝置的情況下，煤的干燥基全硫?qū)γ簹庵械牧蚧瘹浜科鸬搅讼拗谱饔?；二是設(shè)置脫硫裝置在制氣完畢后，統(tǒng)一脫除煤氣中的硫化氫，使燃燒后的二氧化硫排放量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

二、硫含量分析在焦?fàn)t煤制甲醇中的重要作用

1.焦?fàn)t制甲醇簡(jiǎn)介

甲醇是一種主要的有機(jī)化工原料，可用來(lái)制成甲醛、醋酸等一系列化工物，并且是新一代主要的能源和根本化工原料，可以對(duì)汽油摻燒或取代汽油作動(dòng)力燃料和出產(chǎn)甲醇，現(xiàn)已成為僅次于烯烴和芳烴的根本有機(jī)產(chǎn)物。甲醇是煉焦剩下的焦?fàn)t煤氣作為原料，從焦化裝置凈化后的焦?fàn)t煤氣經(jīng)進(jìn)氣柜水封緩沖貯存，后入焦?fàn)t氣壓縮機(jī)、將焦?fàn)t氣升壓，送往精脫硫工段，再經(jīng)精脫硫工段過(guò)濾氣體中的雜質(zhì)、焦油、有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫等，進(jìn)入熱爐預(yù)熱進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐，與壓力、氧氣在催化劑的作用下，使焦?fàn)t煤氣中的甲烷及少數(shù)多碳烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫，經(jīng)冷卻脫硫后，送合成氣壓縮機(jī)，加壓后將合成氣送至甲醇合成塔，在催化劑下甲醇合成反應(yīng)，制成粗甲醇，再經(jīng)精餾后成為了甲醇成品送往成品罐區(qū)。

2.硫?qū)状己铣?、轉(zhuǎn)化催化劑的毒害

催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速度，但其本身并不參與反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量。工業(yè)上廣泛使用Cu—Zn—AL系催化劑，該系催化劑活性高，選擇性強(qiáng)，但活性溫度范圍小，對(duì)毒物極為敏感，容易中毒失活。硫化物是最常見(jiàn)的毒物，是引起催化劑活性喪失的主要因素。甲醇生產(chǎn)中所使用的多種催化劑，大多是Cu—Zn—AL系催化劑，易受硫化物毒害而失去活性。通常認(rèn)為H2S和活性組分銅起反應(yīng)，使其失去活性，其反應(yīng)式為：H2S+Cu←→CuS+H2；CuS+H2←→CO+H2S。

3.硫類物質(zhì)對(duì)管道的破壞

硫和二氧化碳在有冷凝水的條件下會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，這種腐蝕對(duì)材料的破壞性較強(qiáng)且時(shí)間也較長(zhǎng)，對(duì)于一些設(shè)施有明顯的破壞現(xiàn)象，對(duì)這種情況可以定期對(duì)腐蝕部位進(jìn)行維修檢查，當(dāng)硫在金屬內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致金屬的體積增大，使得材料內(nèi)部變的脆弱導(dǎo)致管道發(fā)生破裂現(xiàn)象。

三、國(guó)內(nèi)的脫硫技術(shù)介紹

煤氣脫硫方法可以分為濕法和干法兩大，濕法脫硫的脫硫過(guò)程和再生過(guò)程連續(xù)同步進(jìn)行，煤氣脫硫凈化程度可以根據(jù)企業(yè)需要，通過(guò)調(diào)整溶液配比，適時(shí)加以控制。

1.干法脫硫:干法脫硫的原理是利用固體的吸附劑與氣體中的一些成分和硫發(fā)生吸附化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到脫除硫的目的，干法脫硫優(yōu)點(diǎn)是脫后氣體硫的含量較低,它的缺點(diǎn)是由于設(shè)備的龐大導(dǎo)致脫硫劑不能再生，從而變成了環(huán)境的污染現(xiàn)象也增加硫的成本,對(duì)于其中的低含硫氣體的脫硫是以其簡(jiǎn)單的工藝和成熟的技術(shù)從而得到了大量的運(yùn)用，其脫硫劑就成為了多種結(jié)晶的形態(tài)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，氧化鐵的活性是隨著資源的再生而增加的。

2.濕法脫硫：氣體濕法脫硫分為吸收法和濕式氧化法兩類，吸收法按照吸收原理的不同可以細(xì)分為化學(xué)吸收法、物理吸收法和化學(xué)-物理吸收法三種，化學(xué)吸收法脫硫原理是利用堿性脫硫劑溶液在常溫下與酸性氣反應(yīng)生成鹽,實(shí)現(xiàn)氣體的脫硫,吸收富液用升溫解吸方法分解鹽,從而實(shí)現(xiàn)脫硫劑溶液循環(huán)使用。常用脫硫劑有N-甲基二乙醇胺(MDEA)，MDEA法已經(jīng)成為當(dāng)今市場(chǎng)利用中的最主要的脫硫方法。根據(jù)脫硫的特點(diǎn)對(duì)脫硫工藝設(shè)計(jì)提出了合適的參數(shù)和條件,并給出了有效的設(shè)計(jì)方法,從而保證脫硫塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)和操作。對(duì)于脫硫的技術(shù)應(yīng)用操作時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的胺，分析了夾帶胺液的原因,從工藝和設(shè)備上給出了解決問(wèn)題的辦法。在此之外還應(yīng)用較多兩種技術(shù)是脫硫塔的高效填料技術(shù)，這中技術(shù)可以有效提高LPG質(zhì)量和脫硫塔的處理能力，其中對(duì)于使用中的溶劑可以對(duì)其中的設(shè)計(jì)和操作的措施進(jìn)行處理。

小結(jié)

我國(guó)甲醇生產(chǎn)工藝落后的表現(xiàn)之一就是氣體凈化不夠,反應(yīng)氣中含有較高含量的危害催化劑的毒物,這些毒物嚴(yán)重影響了催化劑的使用壽命，硫就是較為常見(jiàn)的毒物。因此在甲醇生產(chǎn)工藝氣體檢測(cè)過(guò)程，硫含量的分析控制就顯得尤為重要，需要我們?cè)谌粘５纳a(chǎn)中進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，以促進(jìn)我國(guó)甲醇行業(yè)的發(fā)展。

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