1、 脫氧工藝一、 崗位任務 主要任務是脫除來自經過洗滌的氣化粗煤氣和焦爐氣的混合煤氣中微量的氧氣，為后工序提供氧氣含量要求脫至30ppm以下的合格原料氣以滿足后工段的工藝要求。防止氧氣組分的存在對后工序甲烷分離的冷箱設備操作帶來有害影響。正確使用和維護催化劑，延長其使用壽命。二、 工藝原理利用適合于本項目原料氣含硫、含油等雜質工況的專用脫氧劑，在適宜溫度條件和催化劑作用下O2 與 CO、H2進行反應使氧氣得以脫除，其反應為：2CO+O22CO2O2+2H22H2O三、脫氧劑硫化原理脫氧劑為鈷鉬系耐硫低變催化劑，主要活性組分為氧化鉬，以氧化鈷為促進劑，以氧化鋁為載體。脫氧催化劑中的Co與Mo是以氧

2、化態形式存在，這種形態的催化劑不具有活性，只有將Co、Mo轉化為硫化態，才具有活性。將催化劑中Co、Mo由氧化態轉化為硫化態的過程稱為催化劑的硫化，硫化分為強制硫化與自然硫化兩種形式。我廠采用CS2強制硫化的方法。為使氣體中有足夠的H2S含量，以保證硫化過程順利進行，通常采取向系統連續添加CS2的方法，并在一定溫度下(200)發生氫解作用生成H2S。其主要反應為：CS2+4H2   2H2S+CH4       H240KJ/molCoO+H2S CoS+H2O        

3、0;  H13.6KJ/mol'MoO3+2H2S+ H2    MoS2+3H2O     H48.1KJ/mol上述CoO與MoO生成MoS2與CoS的反應是一個可逆的放熱反應。 硫化氫穿透前，床層溫度低于230。催化劑上的金屬氧化態在溫度大于230后很容易被氫氣還原，成為低價位的金屬氧化物甚至成為單質金屬，因此在硫化氫穿透催化劑床層前，應嚴格執行該指標（低價位的金屬或單質金屬難于硫化，同時被還原的金屬對油有強的吸附作用，會加速裂解反應，造成催化劑大量積炭，使活性降低）四、 工藝流程因催化劑為耐硫催化劑，開車前需

4、先加入CS2氣體，用以激活催化劑反應活性。來自氣化工段的粗煤氣在界外與焦爐氣混合后首先進入凈化器(F61201A/B)中除去混合煤氣中的油、粉塵等雜質，進入氣氣換熱器（E61201）加熱至160，然后進入脫氧器(D61201)，在脫氧劑作用下將氣體中的氧氣脫除。脫除氧氣后的氣體經氣氣換熱器(E61201)與脫油后的粗煤氣進行換熱冷卻至90，再經過脫氧氣冷卻器(E61203)冷卻至40，在脫氧氣分離器(F61203)中分離出冷凝液后送至低溫甲醇洗工段。開車時或煤氣中氧氣含量波動時利用2.6MPa(g)，260中壓過熱蒸汽來調節進入脫氧器(D61201)前粗煤氣的溫度，以保證快速達到反應所需要的溫

5、度。五、崗位工藝指標原料氣技術規格序號名稱規格備注1粗煤氣CO2 28.06%(V)CO 20.36%(V)H2 38.71%(V)CH4 11.27%(V)N2+Ar 0.52%(V)O2 0.39%(V)CmHn 0.5%(V)H2S 0.19%(V)H2O 飽和40 2.75Mpa（g）義馬氣化廠2焦爐氣CO2 2.7%(V)CO 8.5%(V)H2 55.8%(V)CH4 25%(V)N2+Ar 4.99%(V)O2 0.4%(V)CmHn 2.6%(V)H2S 0.01%(V)H2O 飽和40 2.75Mpa（g）焦化廠來自氣化和焦爐氣的混合粗煤氣中含有 CO：19.33%(V)、H

6、2：40.22%(V)、CO2：25.84%(V)、CH4：12.47%(V)、O2：0.4%(V)、N2：0.75%(V)；Ar：0.16%(V)、CmHn：0.68%(V)。裝置設計操作彈性：60120%脫氧氣技術規格序號名稱規格備注1脫氧氣CO2 26.35%(V)CO 19.25%(V)H2 40.04%(V)CH4 12.58%(V)N2+Ar 0.92%(V)CmHn 0.69%(V)H2O 飽和H2S 0.17%(V)O2 30ppm40 2.65 MPa(g)前后工段流程：氣化和焦爐氣的混合粗煤氣 612a(81700 NM3/h) 51/52(一期低溫甲醇洗)氣化和焦爐氣的混

7、合粗煤氣 612b(11000 NM3/h) 53(二期低溫甲醇洗)每系列包括兩臺除油凈化器、一臺脫氧器、一臺脫氧氣分離器、換熱器等，其中二硫化碳貯槽為兩個系列公用。六、裝填要求主要設備選擇脫氧器(1)a系列裝填耐硫脫氧劑23.4m3，共兩層，每層高2.2m。設備內徑2600mm，共一臺。(2)b系列裝填耐硫脫氧劑31.1m3，共兩層，每層高2.2m。設備內徑3000mm，共一臺。脫氧劑型號：華爍科技股份有限公司EC-5；46；堆密度kg/m3： 0.70±0.1；主要組分Mo2O3 ：610% ；Al2O3 余量。除油器(1)a 系列中每臺除油器裝填除油劑24.6m3，共兩層，每層

8、高2.0m。設備內徑2800mm，共兩臺。(2)b 系列中每臺除油器裝填除油劑24.6m3，共兩層，每層高2.0m。設備內徑2800mm，共兩臺。除油劑型號：華爍科技股份有限公司EC-10；58（810）；堆密度kg/m3： 0.60±0.1；主要組分硅酸鹽。除油器裝填要求 脫氧器a系列裝填要求脫氧器b系列裝填要求催化劑硫化方案一、 目的：在一定的溫度和硫化氫分壓下，把催化劑的活性組分（氧化鈷、氧化鉬）由活性低的氧化態變成活性穩定的硫化態，提高催化劑活性和穩定性，延長催化劑壽命。二、原理脫氧劑為鈷鉬系耐硫低變催化劑，主要活性組分為氧化鉬，以氧化鈷為促進劑，以氧化鋁為載體。脫氧催化劑中

9、的Co與Mo是以氧化態形式存在，這種形態的催化劑不具有活性，只有將Co、Mo轉化為硫化態，才具有活性。為使氣體中有足夠的H2S含量，以保證硫化過程順利進行，通常采取向系統連續添加CS2的方法，并在一定溫度下(200)發生氫解作用生成H2S。其主要反應為：CS2+4H2   2H2S+CH4       H240KJ/molCoO+H2S CoS+H2O           H13.6KJ/mol'MoO3+2H2S+ H2    MoS2

10、+3H2O     H48.1KJ/mol上述CoO與MoO生成MoS2與CoS的反應是一個可逆的放熱反應。 （3）副反應：在有氫氣存在、無硫化氫的條件下，氧化態的催化劑活性組分（氧化鈷、氧化鉬等）被氫氣還原，生成金屬鈷、鉬和水，導致催化劑活性損失。溫度越高（大于230），反應越嚴重；在循環氣中的硫化氫含量過高時，回生成金屬的多硫化物，降低了催化劑活性，易造成產品腐蝕不合格硫化氫穿透前，床層溫度低于230。催化劑上的金屬氧化態在溫度大于230后很容易被氫氣還原，成為低價位的金屬氧化物甚至成為單質金屬，因此在硫化氫穿透催化劑床層前，應嚴格執行該指標（低價位

11、的金屬或單質金屬難于硫化，同時被還原的金屬對油有強的吸附作用，會加速裂解反應，造成催化劑大量積炭，使活性降低）三、方法目前國內的升溫硫化方式大概有三種：1.直接用氣化氣（粗煤氣、焦爐氣）升溫硫化，利用氣化氣（粗煤氣、焦爐氣）里含有的H2S來硫化。2.用H2+N2加CS2來升溫硫化（有直接放空和循環硫化兩種模式）。3.在催化劑里面直接加入固體硫化劑，用氣化氣（粗煤氣、焦爐氣）來升溫硫化。這幾種催化劑的升溫硫化方案各有優缺點，第一種：硫化氣體中H2S的濃度低，硫化所需時間太長，高溫強化效果不佳，現在只有部分廠家在催化劑二次硫化中采用；第二種：比較容易控制H2S的加入量，濃度也易于掌握高溫硫化效果好

12、，且用時較短，簡單方便使用廣泛。要注意的是C2S使用、儲存、運輸時的安全問題。第三種：直接加固體硫化劑。此方法需要多增設一個固體硫化劑罐配管后才能使用，安全穩定但需要精心控制進罐氣量和溫度，硫化效果與CS2一樣。缺點是硫化劑價格較貴，與CS2硫化相比性價比略遜一籌。我廠采用H2+N2加CS2來升溫硫化，直接放空。四、在硫化時注意事項：1、 在升溫硫化過程中，必須保證硫化氣中氧含量0.5%。2、注意在升溫時，是先通氮氣，再進行預熱。3、要使催化劑達到它的活性溫度再進行硫化。4、在預熱時不應該升溫太快，易使催化劑分化，影響活性。5、在硫化過程中要注意補氣與放空量的適當匹配調節，確保硫化時

13、氣體中氫含量大于20-25%，且各項成分波動不大，以防爐溫波動太大影響硫化效果。6、硫化時，保證硫化劑加入量不波動，穩定加入二硫化碳量。7、在取樣、排液等現場操作時，要兩人以上進行，注意要站在上風口，避免煤氣或二硫化碳中毒，確保安全。  8、在低變硫化前要做好一切準備工作，對硫化管線上的橡膠類密封墊等要提前全部更換掉，嚴防因二硫化碳腐蝕而出現的泄漏現象。9、吹掃排硫時，必須保證一定的空速，盡量縮短降溫吹排時間，否則容易因溫度高H2S濃度不足而反硫化，影響催化劑活性，要用干氣吹，嚴禁用蒸汽吹掃排放。10、作業人員做好個人安全防護工作。五、升溫硫化前的準備工作1、化工操作人員必

14、須熟知升溫硫化流程，掌握操作要點，參加人員要分工明確，各負其責，現場閥門開關到位。2、所用氮氣、H2氣、蒸汽要合格充分備用， CS2壓入CS2儲槽內備用，頂部用水封死，CS2貯罐各閥門、放空閥、充壓閥完好齊全。3、硫化時所需的流量計、壓力表、取樣點配置齊全好用。各種儀表、熱電偶經過校驗，準確無誤。4、分析室具備分析H2S、CO、H2、O2 的條件。5、升溫硫化系統先用氮氣置換合格，取樣分析O20.5。6、CS2按每立方米催化劑80Kg準備足量；六、硫化過程：硫化分為四個階段進行。（1）升溫階段:用氮氣按30-40°C/h速率，把催化劑床層升溫至300°C. （2）硫化階段：

15、達到上述溫度后配入H2氣，之開始加入CS2，速度為20-40L/h,當出口變換氣中H2S濃度>2g/m3時認為H2S已穿透。（3）強制硫化：此時CS2加入量>60L/h,分析出口變換氣H2S>15g/m3,床層溫度在350-450°C范圍內，即可關閉進出口閥門，進行悶爐約2小時。（4）降溫排硫：悶爐結束，打開進出口閥門，保持入口溫度用H2+N2進行吹掃，降溫排硫。當床層溫度<300°C后，改用氮氣吹掃，直至出口變換氣中H2S<1.0g/m3即可認為硫化結束。七、硫化操作a、提前關閉粗煤氣、焦爐氣入口閥，將脫氧裝置系統壓力控制在0.3MPa以下，

16、防止系統壓力過高串壓至低壓氮氣管網，通入除氧劑爐之前分析氮氣系統O20.5，進行吹掃， b、利用蒸汽逐步將除氧劑爐入口溫度升溫達到300左右時，使床層溫度達220250時，即可為氮氣系統配入H2氣使H2+N2氣體中H2含量大于20-25%，穩定2小時。c、硫化初期：在上述床層溫度下 CS2加入量視床層溫度可控制在2040L/h，并逐步將床層溫度提至330，維持2小時。在硫化期間系統出口放空總閥微開，以補充硫化氣中損失掉的氫氣，保持硫化氣中氫濃度大于20。當H2S濃度大于3g/Nm3時床層穿透 d、硫化主期 300C恒溫結束可將床層溫度提到350并恒溫2小時，期間C

17、S2加入量視床層溫度控制在4060L/hr，當出口循環氣中H2S大于10g/hr時該階段結束。分析頻率與上相同。e、強化期可視情況將床層溫度進一步提高到450強化24小時，期間CS2加入量可調節在5080L/hr，連續分析三次出口H2S濃度達15g/hr，即可認為硫化結束。f、降溫置換:   控制除氧劑爐入口溫度對床層進行降溫，溫度下降逐步將系統放空打開置換掉床層吸附的多余的H2S,當床層溫度降到操作溫度下的時候，停止降溫。氮氣、氫氣系統加盲板。硫化速度及CS2補充量要求見下表序號階段時間（h）速 度（/h）溫度（）CS2加入量（L/h）1硫化升溫6252012002恒溫4

18、12003硫化升溫92512030004恒溫430005硫化初期31030033020-406硫化主期710533038040607硫化強化期21038040060808降溫及置換425降溫300以下八、耐硫低變催化劑硫化時CS2加入量的控制要注意以下幾點：  控制好升溫硫化溫度。既要控制升溫速度，又要保證床層能達到硫化最終溫度。 CS2加入量和加入時間的控制。初期加入量小，逐步增加。床層升溫至220-250左右加入CS2。 穩定操作。空速、加熱溫度、CS2加入量是硫化操作的三個主要調節手段。在實際操作中應穩定CS2的加入量，以調氣量為主、調加熱溫度為輔。硫化時，嚴格控制床層空速，以使催化劑與硫化劑充分接觸和反應。硫化時堅持原則：“提硫不提溫，提溫不提硫”，防止觸媒嚴重超溫，嚴格控制觸媒床層熱點溫度不超過450。若床層溫度增長過快超過450時，要立即停加CS2，降低N2入口溫度并加大流量，使床層快速降溫。加入氫氣時觸媒床層的溫度一定控制在220左右，要定時分析并有專人檢測H2濃度在20-25%。嚴防氫氣濃度過高，發生觸媒的還原反應。CS2補入量一定要有專人負責，CS2加入量要緩慢和穩定，防止CS2過量，