[发明专利]低温条件下脱除有机硫的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温条件下脱除羰基硫、硫化氢和二硫化碳中有机硫的工艺方法。 具体是一种用于低温水解羰基硫和二硫化碳，并将产生的或原料气中的硫化氢脱除的工 艺方法。

背景技术

羰基硫(COS)和硫化氢(H₂S)广泛存在于以煤、石油、天然气为原料气，进行合成氨、 甲醇生产和粘胶纤维生产时所产生的废气中。硫化物的存在不仅会污染环境，而且还会 腐蚀管道，会造成后续生产过程中的催化剂中毒失活，从而影响后序化工产品的质量。 尤其在合成氨的工业生产中，它们是使甲醇、甲烷化、氨合成等催化剂失活的主要因素。 近年来，随着经济的持续增长，使得能源供需矛盾日益突出，特别是石油价格的上涨， 导致一些化肥厂和联醇厂不得不采用低价劣质煤和高硫煤造气，从而使原料气中硫含量 增高。H₂S和COS是这些原料气中典型的硫化物。由于COS呈中性或弱酸性，其化学 性质不活泼，很难用脱除硫化氢的方法将其脱除，因此给现有的脱硫技术带来新的挑战。

传统的精脱硫工艺主要有两种：一种是加氢法，即在高温下采用钴钼催化剂串联氧 化锌，将COS和CS₂等有机硫转化成H₂S，再利用氧化锌将H₂S除去。该方法工艺路 线复杂、操作条件苛刻、能耗大、投资费用高，在我国难以推广。

另一种是近年来国内外都在开发的有机硫水解催化剂。其反应过程为： COS+H₂O→H₂S+CO₂，CS₂+2H₂O→2H₂S+CO₂，在水解催化剂的作用下利用原料气中的水 蒸汽将COS和CS₂转化为处理工艺较成熟的H₂S后进行后续处理。

目前国内外有关有机硫催化水解技术的研究主要集中在中低温，如中国专利 CN1067828A公开了一种常温精脱有机硫及无机硫新工艺，即将含有0～30ppmH₂S和 COS及CS₂的工艺气先通过一级改性活性炭或氧化铁脱硫，再通过常温水解催化剂在 30～120℃下水解吸收硫，然后再通过第二级改性活性炭或氧化铁常温下脱硫，使精脱 硫气体中总硫＜0.1ppm。

中国专利CN1081424A公开了一种常温精脱硫生产工艺，即将含有0～30ppm的 H₂S+COS+CS₂的工艺气，通过脱硫剂——水或蒸汽加热器加热到40～80℃——水解催 化剂——冷却塔冷却到常温——脱硫剂脱硫过程，使精脱硫气体中总硫＜0.1ppm。

中国专利CN1130151A公开了一种转化吸收型常温精脱硫工艺，它是将含有0～ 30ppmH₂S+COS+CS₂的合成氨或石油化工原料气，通过脱无机硫的脱硫剂和转化吸收型 脱有机硫的脱硫剂的脱硫过程，在20～60℃，常压～10MPa压力条件下精脱硫，脱硫后 气体中总硫(H₂S+COS+CS₂)＜0.1ppm。

中国专利CN1226873公开了一种除去硫工厂残余气体中所含的硫化氢、二氧化硫、 氧硫化碳和/或二硫化碳硫化物并以硫的形式回收所述化合物的方法。该方法的工艺路线 为将残余气体催化水解后以形成含有H₂S和SO₂而不含COS和CS₂的水解气体，冷却 后，将该水解的气体引入并行安装的两个克劳斯催化区中之一，另一个催化区用于再生， 然后冷却。该工艺的操作温度较高，不易于低温条件下有机硫的脱除。