降低甲醇和化肥用焦炉气氧含量技术方案模板Word格式.docx
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45至21日22:
25
0.67
4
23日17:
20至23日17:
35
0.25
5
28日19:
20至28日22:
3.5
合计
8.67
（3）9月份因焦炉气氧含量超标,系统减量生产11次,共计46.73小时。
表二9月份焦炉气氧含量超标统计
减量生产时间（小时）
1日9:
10至1日14:
10
2日1:
33至2日5:
4.25
2日21:
50至3日1:
03
3.22
5日7:
20至5日12:
58
3.02
10日16:
05至10日23:
05
7
6
14日21:
55至14日22:
30
0.58
16日13:
35至16日17:
53
4.6
8
19日4:
50至19日6:
57
2.12
9
21日12:
10至21日16:
4.08
24日12:
10至24日17:
8.83
11
27日11:
55至27日13:
20
1.42
46.73
（4）化肥系统因焦炉气氧含量超标,使生产系统减量生产14次,共计71.11小时。
表三焦炉气氧含量超标统计
铁钼
温度（℃）
减负荷生
产时间（h）
焦炉气
氧含量%
1月12日16:
10至13日4:
479
11.92
2月12日13:
45至12日15:
40
498
1.92
3月1日0:
00至1日17:
17.17
一厂0.6其它0.5
3月3日17:
30至3日19:
456
1.67
3月13日0:
05至13日4:
一厂0.6二厂0.6
4月23日10:
50至12:
493
一厂1.0二厂0.5
5月3日8:
15至11:
45
486
3.50
一厂0.8二厂0.5
7月4日4:
488
3.78（估）
一厂0.7二厂0.5
7月6日2:
496
一厂0.8;
二厂0.4
7月30日13:
500
一厂净化0.8;
脱硫0.7
7月30日17:
450
净化0.7脱硫0.8
化产0.9
12
7月31日4:
00
480
净化0.8脱硫0.8
13
8月7日11:
50至7日18:
585
6.33
一厂0.8
14
9月22日20:
30与3:
515
0.7
71.11
4、5、8、9月因焦炉气氧含量超标,使生产系统共减量生产28次,共计87.63小时,平均每次减负荷约3.13小时。
1至9月份因焦炉气氧含量超标,使生产系统共减量生产14次,其中有6次没有查出实际减量生产时间,8次共计减量生产48.43小时,平均每次减负荷约6.05小时。
1月12日和3月1日两次减量生产时间比较长,分别为11.92小时、17.17小时。
4、5、8、9月与1至9月份有记录减量生产时间的共36次,共计136.06小时,平均每次减负荷约3.78小时,将其作为计算1至9月份其它6次减量生产时间的参照,则1至9月化肥系统因焦炉气氧含量超标,使生产系统共减量生产71.11小时。
2、甲醇厂焦炉气氧含量超标情况:
甲醇厂试生产期间氧含量共有7次超标。
表四甲醇厂焦炉气氧含量超标统计
煤气氧含量%
预铁钼温度变化℃
造成后果
备注
6月9日20:
0.6
无
转化精脱硫未开车
6月11日21:
6月24日6:
282→377
转化精脱硫未减负荷（4M50负荷:
0.11MPa）
6月30日20:
10月21日11:
0.8
376→570
静电除尘联锁跳,4M50负荷:
0.07MPa减至0.06MPa
10月21日12:
1.2
12:
40焦炉气系统全线停车,二厂来焦炉气在气柜放空。
18:
28转化投料,恢复生产。
影响运行时间6小时
10月21日14:
2.4
二、煤气脱氧技术
大连化物所和湖北化学研究院都开展过气体脱氧研究,都具有高硫状态下脱氧技术和工业应用业绩。
但湖北化学研究院具有低硫状态下工业脱氧业绩,大连化物所没有,但已完成了这方面的小试试验,并证明可行,只需进一步做工业试验进一步证实。
1、脱氧原理
脱氧剂兼具脱氧和有机硫转化的功能,可使煤气中的氧降至30ppm以下,并将80-90%的有机硫转化为硫化氢。
在脱氧剂的作用下,煤气中的氧与焦炉气中的H2、CO发生燃烧反应:
2H2+O2=2H2O+Q
2CO+O2=2CO2+Q
煤气中的有机硫（硫氧化碳、硫醇、硫醚、噻吩）同煤气中的H2发生催化加氢反应,有机硫被转化为H2S。
COS+H2=CO+H2S+Q
RSH+H2=RH+H2S+Q
R-S-R’+2H2=RH+R’H+H2S+Q
C4H4+4H2=C4H10+H2S+Q
脱氧剂的使用条件为,活性温度:
100-400℃（短时最高耐热温度500℃）,空速1000-6000h-1,压力不限,耐硫,选择性好,无甲烷化及CO变换等副反应。
脱氧剂使用前为氧化态,需要用含硫气体硫化后才具活性,硫化过程同钴钼加氢或铁钼加氢催化剂的硫化类似。
2、工业应用
湖北化学研究院的DJ-1型多功能净化脱氧剂已于初应用在”辽宁北方煤化工（集团）股份有限公司”（简称”北煤化”）的大化肥项目上。
该脱氧剂为固体球状颗粒,温度使用范围150℃-400,空速1000-3000h-1,出口O2含量可控制到≤30ppm,使用寿命为≥12个月。
”北煤化”脱氧装置流程及指标:
从焦炉气压缩机六级来的焦炉气,压力3.3Mpa,温度40℃。
首先进入焦炉气换热器与从脱氧器来的脱氧后的焦炉气换热,温度240℃,压力3.26Mpa。
然后进入焦炉气蒸汽（蒸汽压力3.4Mpa,温度350℃）加热器加热到320℃,进入两台并联的脱氧器,在脱氧剂的作用下,出脱氧器的焦炉气中氧含量降至30ppm以下。
脱氧后的焦炉气温度380℃,压力3.2Mpa,经焦炉气换热器,温度265℃,压力3.1Mpa,经除盐水加热器回收热量后,再经焦炉气循环水冷却器冷却,温度降至40℃以下,经分离器分离掉冷凝水后,焦炉气进入到低温甲醇洗脱硫脱碳工序。
焦炉气量8万Nm2/h,氧含量设计O2＜1%（实际0.7-0.8%）,H2S＜500mg/Nm3,无总硫指标。
3.4Mpa加热蒸汽用量:
4-5t/h
共有2台脱氧剂槽（Φ2200,H19040,15CrMoR）,共装脱氧剂2×
45m3。
7月17日分析数据:
入口:
COS25.35mg/Nm3,出口:
COS0.72mg/Nm3
三、技术方案选择
1、脱氧装置流程位置选择
⑴电捕焦油器前:
压力为微负压,增加脱氧装置后阻力增大约0MPa,影响煤鼓运行。
煤气中的焦油、萘等含量高,煤气较脏,不能保证脱氧剂正常使用。
⑵煤鼓后:
压力低,煤气量大（包含回炉煤气）,压力只有14000-18000Pa,增加脱氧装置后,阻力增加,不但影响后工序生产,且要求脱氧装置体积大,脱氧剂装填量大,油雾含量在50mg/Nm3左右,需增设吸油剂。
⑶二厂湿法脱硫后:
压力低,只有6500-8000Pa。
甲醇厂和化肥厂湿法脱硫后:
压力低,只有10000-14000Pa左右。
⑷初预热器后:
气体温度在300-350℃,加上O2与H2反应放出的热量,温升大（氧含量每增加1%,气体温升约160℃）,热量移向后系统,热量移出较困难,影响后工序热平衡。
⑸如考虑增加铁钼槽起到脱氧的作用,一是同样存在热量移走的困难,流程也不简单;
二主要是铁钼槽温度超过450℃后将引起剧烈的副反应,温升几分钟内即可升至600℃,控制难度大。
副反应如下:
CO+3H2=CH4+Q
CO2+4H2=CH4+H2O+Q
CO+H2O=CO2+H2
2H2+O2=2H2O+Q
C2H4=C+CH4
2CO=C+CO2
4Fe3O4+O2=6Fe2O3+Q
⑹煤气压缩机后,除油器之前:
压力合适,油雾含量低,脱氧剂使用量较小。
综合考虑将脱氧装置设在煤气压缩机之后,初预热器之前,其主要目的是煤气中的氧含量异常时,起到脱氧、控制氧含量的作用,达到铁钼不超温,生产不减量,既安全,又可保证系统稳定生产的目的。
2、工艺流程及物热平衡
1、化肥厂:
焦炉气40℃去初预热器
脱
氧
槽
气
热
换
器
软
水
换热器
循
环
换热
焦炉气1.2万Nm3/h,40℃
10-12t/h,
90-104℃
32℃
40℃
≤180℃
Fe-Mo槽
蒸汽
加热器
入口温度≥150℃
2、甲醇厂:
入口温度≥150℃
流程设计的原则是增加的流程装置尽可能不影响原有生产设施的各项控制指标。
在此原则下,由于增加流程而增加的阻力,或可考虑由退出一台Fe-Mo槽抵消。
3、化肥厂及甲醇厂物热平衡计算条件
表六化肥厂及甲醇厂脱氧装置物热平衡计算条件
项
目
化肥厂脱氧装置物热平衡计算条件
焦炉气组成（%）
温度
℃
压力
MPa
气量
Nm3/h
循环水
温度℃
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