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一种把焦炉煤气中的有机硫转化为无机硫的装置的制作方法

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

一种把焦炉煤气中的有机硫转化为无机硫的装置的制作方法

1.本应用新型涉及化工反应器的技术领域,具体是涉及一种把焦炉煤气中的有机硫转化为无机硫的装置。


背景技术:

2.焦炉煤气是煤焦炉的副产煤气,其主要成分是氢气、氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽、有机硫、无机硫等。其中有机硫的成分是氧硫化碳、硫醇、二硫化碳、cs2、噻吩等,这些有机硫必须脱除才能作为合成氨、甲醇等的原料。否则后续生产合成氨或甲醇的催化剂将因硫化物的中毒而失去活性。事实上,焦炉煤气中有机硫的脱除是困难的,特别是其中的噻吩是很难用常规方法脱除,工业上常采用的方法是把有机硫转化为无机硫(h2s),然后再脱除无机硫(h2s),因为硫化物更容易脱除,成本低,而且脱除无机硫(h2s)的方法也比较多。
3.焦炉煤气中的有机硫含量通常在200

300毫克/标准立方米。要把有机硫转化为无机硫,在一定温度下常用钴钼催化剂、铁钼催化剂进行转化,由于铁钼催化剂价廉,且活性也好,大多采用铁钼催化剂。
4.有机硫转化为无机硫除了必须使用催化剂外,而且须在一定温度下,利用焦炉气煤气中的氢对有机硫进行加氢转化反应,才能生成无机硫(h2s)。而且此加氢反应是放热反应,其使用温度是250

450℃,所以需要控制加氢反应的温度,使之在催化剂允许的活性温度范围内进行反应。所以需要一种转化装置,选择合适的催化剂,在合适的反应条件下,安全地、最大限度地把有机硫转化为无机硫。


技术实现要素:

5.鉴于此,本实用新型的目的在于,提供一种把焦炉煤气中的有机硫转化为无机硫的装置,能够使焦炉煤气中的有机硫最大限度地转化为无机硫,使得残存的有机硫总含量低于百分之零点一以下,以满足后续生产对硫含量的要求。
6.为了达到上述实用新型目的,进而采取的技术方案如下:
7.一种把焦炉煤气中的有机硫转化为无机硫的装置,包括转化器本体,所述转化器本体的顶端设置有焦炉煤气进气管,所述转化器本体的底部设置有焦炉煤气出气管,所述转化器本体的内设置有上层催化剂层和下层催化剂层,所述上层催化剂层的中部设置有第一温度计,所述下层催化剂层的顶部设置有第二温度计,所述转化器本体上位于上层催化剂层和下层催化剂层之间的位置设置有冷激焦炉煤气进口管,所述冷激焦炉煤气进口管上安装有调节阀,所述焦炉煤气进气管和冷激焦炉煤气进口管均与进气总管连接。
8.作为本实用新型的进一步改进,所述冷激焦炉煤气进口管上位于调节阀的位置并联设置有备用管道,所述备用管道上设置有管通阀,所述冷激焦炉煤气进口管与备用管道并联的部分上设置有两个开关阀,且两个开关阀分别设置在调节阀的前后两端。
9.作为本实用新型的进一步改进,所述上层催化剂层和下层催化剂层均为铁钼催化
剂层。
10.作为本实用新型的进一步改进,所述焦炉煤气进气管上设置有第三温度计。
11.作为本实用新型的进一步改进,所述焦炉煤气出气管上设置有第四温度计。
12.本实用新型的有益效果是:本实用新型把有机硫转化的催化剂分为上下两层,因为有机硫转化是一个放热反应,分为上下两层后,第一层出口的反应气体温度可以调整,其调整的手段就是在上下两层催化剂层之间设置冷激焦炉煤气进口管,让冷激焦炉煤气与上层出来的反应气混合,调整进入下层催化剂层的焦炉煤气温度,因此一旦上层催化剂层出来后的气体温度偏高,即再经过下层催化剂层的放热反应时,很可能出现超温,即超过催化剂的使用温度450℃,把催化剂烧坏,出现催化剂比表面积缩小及结块现象,使催化剂失去活性而无法在进行有机硫的转化;
13.进入催化剂上下两层之间的冷激用焦炉煤气的流量是根据下层催化剂层入口表面的温度来串级调节的。若设置进入下层催化剂层的焦炉气温度不高于380 ℃,即当高于这个温度,冷激用焦炉煤气就进入,温度越高,进入的冷激气越多。为此在冷凝用焦炉煤气管道必须设置一个自动调节阀。进入下层催化剂层的入口气体温度就通过调节阀调节冷激用焦炉煤气的气量来调节。
14.此外,为了防止调节阀损坏,设置了调节阀组,并在调节阀前后设置开关阀,另设一条备用管道,要在备用管道上配置一个管通阀,同时为了对整个装置不同阶段的焦炉煤气进行有效监控,在进出转化器的焦炉煤气进气管上以及转化器内上下两层催化剂层上均配置了温度计,便于随时掌握温度变化。
附图说明
15.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
16.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
17.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
18.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本技术保护的范围。
19.如图1所示,一种把焦炉煤气中的有机硫转化为无机硫的装置,包括转化器本体8,所述转化器本体8的顶端设置有焦炉煤气进气管2,所述转化器本体8 的底部设置有焦炉煤气出气管9,所述转化器本体8的内设置有上层催化剂层6 和下层催化剂层7,所述上层催化剂层6的中部设置有第一温度计11,所述下层催化剂层7的顶部设置有第二温度计12,所述转化器本体8上位于上层催化剂层6和下层催化剂层7之间的位置设置有冷激焦炉煤气进口
管1,所述冷激焦炉煤气进口管1上安装有调节阀3,所述焦炉煤气进气管2和冷激焦炉煤气进口管1均与进气总管14连接。
20.所述冷激焦炉煤气进口管1上位于调节阀3的位置并联设置有备用管道,所述备用管道上设置有管通阀5,所述冷激焦炉煤气进口管1与备用管道并联的部分上设置有两个开关阀4,且两个开关阀4分别设置在调节阀3的前后两端。
21.所述上层催化剂层6和下层催化剂层7均为铁钼催化剂层。
22.所述焦炉煤气进气管2上设置有第三温度计10。
23.所述焦炉煤气出气管9上设置有第四温度计13。
24.本实用新型把有机硫转化的催化剂分为上下两层,因为有机硫转化是一个放热反应,分为上下两层后,第一层出口的反应气体温度可以调整,其调整的手段就是在上下两层催化剂层之间设置冷激焦炉煤气进口管1,让冷激焦炉煤气与上层出来的反应气混合,调整进入下层催化剂层7的焦炉煤气温度,因此一旦上层催化剂层6出来后的气体温度偏高,即再经过下层催化剂层7的放热反应时,很可能出现超温,即超过催化剂的使用温度450℃,把催化剂烧坏,出现催化剂比表面积缩小及结块现象,使催化剂失去活性而无法在进行有机硫的转化;
25.进入催化剂上下两层之间的冷激用焦炉煤气的流量是根据下层催化剂层7 入口表面的温度来串级调节的。若设置进入下层催化剂层7的焦炉气温度不高于380℃,即当高于这个温度,冷激用焦炉煤气就进入,温度越高,进入的冷激气越多。为此在冷凝用焦炉煤气管道必须设置一个自动调节阀3。进入下层催化剂层7的入口气体温度就通过调节阀3调节冷激用焦炉煤气的气量来调节。
26.另外,为了防止调节阀3损坏,设置了调节阀3组,并在调节阀3前后设置开关阀4,另引一条备用管道,要在备用管道上配置一个管通阀5,同时为了对整个装置不同阶段的焦炉煤气进行有效监控,在进出转化器的焦炉煤气进气管2上以及转化器内上下两层催化剂层上均配置了温度计,便于随时掌握温度变化。
27.如图1所示,一种把焦炉煤气中的有机硫转化为无机硫的装置,含有机硫的焦炉煤气经焦炉煤气进气管2进入转化器本体8的顶部入口,再经上层铁钼催化剂层,此时焦炉煤气中的有机硫与气体中的氢气反应生成无机硫。
28.硫醇加氢转化反应:
29.r

sh+h2=rh+h2s
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(1)
30.噻吩加氢转化反应:
31.c4h4s+4h2=c4h
10
+h2s:
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(2)
32.二硫化碳加氢转化反应:
33.cs2+h2=ch4+h2s
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(3)
34.氧硫化碳加氢转化反应:
35.cos+h2=co+h2s
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(4)
36.由于有机硫转化反应是一个较强的放热反应,离开上层催化剂层6的焦炉煤气再进入下层催化剂层7前如果温度过高,超过设置的380℃,则冷激焦炉煤气进口管1上的调节阀3自动打开,让冷激用的焦炉煤气通过调节阀3进入上层催化剂层6的出口,与之混合,使混合气温度小于380℃,进入下层催化剂层7,以保证在下层催化剂层7将未转化完的有机硫
进行深度转化,使有机硫的含量小于百分之零点一,即0.1ppm。转化合格的焦炉煤气通过焦炉煤气出气管9和第四温度计13送出本装置。
37.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。