新型焦炉煤气净化工艺的开发及进展

李斌

摘 要：在目前的焦炉煤气净化工艺中还存在一定的问题与技术缺陷，因此对新型焦炉煤气净化工艺进行开发具备十分重要的价值与意义。综上所述，本文将对新型焦炉媒体净化工艺的开发与进展进行分析，分析并评价新型焦炉煤气净化工艺的优势，从而确保其工艺装置可以获得更加高效、稳定、安全的运行。

关键词：新型；焦炉媒体；净化工艺；开发与进展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.058

0 前言

我国作为炼焦大国之一，近几年来国际焦炭市场供不应求，从而促进我国炼焦行业获得迅猛发展。焦炉煤气如果没有经过有效处理而直接排放到空气中，不仅会形成严重的资源浪费，同时也会对大气环境产生严重污染。因此将焦炉媒体进行转换，使其成为化工原料或清洁燃料，已然成为社会乃至国际的热点研究问题。

1 焦炉煤气现行净化工艺存在的缺陷与问题

焦炉煤气中含有，这种物质较为容易被脱除，利用湿法脱硫工艺后，含量高达200-600，同时无法彻底脱除形态较为复杂的有机硫物质。因此使用干法净化工艺处理焦炉煤气的过程中，应首先利用催化加氢的处理方式，对形态十分复杂的有机硫进行处理，使其转化为硫化氢，之后利用固体吸收剂使其彻底脱除。但我国目前使用的焦炉煤气干法净化工艺中，通常会使用铁钼催化剂完成有机硫的加氢转化，处于350～450℃温度条件下，可以使有机硫加氢转化成硫化氢。使用固体吸收剂可节省成本，还可以使用硫容性较低的锰矿，同时还可以采用价格较高与硫容较高的氧化锌脱硫剂。

目前我国净化工艺存在的主要缺陷为：第一，净化工艺不完整，同时缺乏对焦炉煤气中其他杂质脱除的相关研究。第二，净化性很低。主要表现为，处理含有机硫200-600的焦炉煤气进行净化过程中[1]，有机硫的整体转化率仅为93%-95%，从而造成出口的硫指标无法充分满足甲醇合成催化剂的需求。另外，对于形态更加复杂的有机硫加氢转化来说，其转换效果更加令人失望。第三，催化剂不具备良好的低温活性，使用过程的温度会达到350-450℃，操作不具备较高弹性，很容易发生温度超高现象，用量消耗很大。第四，催化剂堆积密度较高，抗压碎强度低，很容易出现粉化问题。

目前对于焦炉煤气制合成气，或是转化、变换等相关技术的研究较为成熟，但遇到的主要难题就是焦炉煤气的深度净化，尤其对于形态更加复杂的有机硫、不饱和烃等相关杂质的深度净化来说，因此应将开发重点置于这几个部分。

2 新型焦炉煤气净化工艺的开发策略

目前我国建设了多个焦炉煤气制甲醇项目，主要采用了净化工艺为传统干法净化工艺与新型干法净化工艺。

在传统干法净化工艺的应用过程中，会使用铁钼催化剂，经过350～450℃温度条件处理后，可以使有机硫加氢转化成硫化氢，之后使用成本较低，同时硫容较低的固体吸收剂使其中的硫化氢被脱除，从而达成一定的计划效果。脱除后的精度总硫含量小于[2]，只能部分满足合成氨系统的净化需求，无法充分满足甲醇生产对脱硫精度提出的要求。

在焦炉煤气中会含有很多有机硫，含量可达到200-600，与此同时，硫具备十分复杂的形态，其中会含有不饱和烃等各种杂质，如果持续使用传统的干法净化工艺，无法达到良好的净化效果，净化的程度也无法充分满足焦炉煤气进一步获得化工高效利用的需求。因此，应共同开发加氢催化剂、加氢净化机、净化工艺，才能使净化工艺与技术更具集成性、针对性，充分满足不同来源焦炉煤气化工利用净化需求。通过反复的研究与实验，目前开发了两种新型净化工艺：第一，二级加氢工艺。一级加氢+粗脱+二级加氢+精脱。第二，一级加氢工艺。一级加氢+粗吸收+精吸收。

在制备催化剂的过程中，使用了新型的低温活性组分，从而对甲烷化副反应形成有效抑制，同时融合溶胶、凝胶与有机扩孔法，将其作为制备的主要载体，使用沉积、沉淀与浸渍互相结合的方法，之后采用活性组分的方式完成预处理，从而加强活性组分的分散程度，增强加氢转化催化剂的活性与稳定性，使其可以对焦炉煤气中硫形态复杂硫醇、硫醚与噻吩等有机硫、烯烃等杂质产生更加有效的氢转化效果，同时还可以对甲烷化副反应产生良好的抑制效果，突破传统净化工艺中的局限，加强不同来源焦炉煤气的净化深度，尤其对于焦炉煤气中形态十分复杂的硫醇、硫醚与噻吩等有机硫物质来说，其具备更强的加氢转化能力。通过采用新型的干法净化工艺，可对焦炉煤气形成加氢转化处理与吸收，从而降低硫含量，充分满足合成催化剂的净化需求。

研发之后定型为新型的催化剂，可以将其应用在原料为水煤气、合成气、焦炉气等物质的氨厂、甲醇厂等原料气的加氢脱硫处理中。这种新型的催化剂还可以对合成气或水煤气中二氧化碳、一氧化碳起到良好的抗结碳效果。使用催化剂还可以将原料气中的有机硫化物、烯烃与微量的氧气进行同时转化。对于水煤气方面，可以使有机硫物质的转化率超过98%[3]，烯烃的加氢转化率可以超过90%。对于JT-8型焦炉气加氢转化催化剂来说，其可以应用在一氧化碳不超过10%、烯烃含量约为5%的焦炉气中，从而形成加氢转化脱除有机硫过程。

3 结语

必须加强焦炉煤气中硫、烯烃、焦油、氰化氢等杂质的脱除效果，才能促进焦炉煤气获得更好的化工利用效果，与此同时，对干法净化工艺进行深入研究与开发，也可以进一步加强焦炉煤气的净化深度。通过开发新型干法净化工艺，可以使复杂气氛条件下的高含量、形态复杂有机硫高效加氢转化与之后的吸收净化相关问题、缺陷获得有效解決，同时加强各个工艺的配合与使用效果。

参考文献：

[1]赵贵清，谢绍玮，徐世彪，王世刚，王昌文，彭宁宁，妥建德.高炉喷吹焦炉煤气技术发展及应用前景分析[J].甘肃冶金，2019，41（01）：18-21.

[2]李晓飞，刘彦.焦炉煤气湿法脱硫工艺及进展[J].煤炭与化工，2018，41（02）：26-28+31.

[3]郭玉峰，蒋晓娟.焦炉气净化中的有机硫加氢工艺应用技术[J].山西化工，2017，37（03）：52-55.