[发明专利]一氧化碳低硫低温变换工艺

说明书

本发明涉及煤气中一氧化碳变换反应工艺，特别涉及合成氨工业中一氧化碳变换反应工艺。

目前在合成氨工业中一氧化碳的变换工艺分中温变换，中温串低温变换，和全低温变换三大类型。中温变换工艺是传统的工艺，使用铁铬系催化剂。该工艺因蒸汽消耗高，在合成氨工业中单独使用该工艺的已不多了。中温串低温变换工艺，是目前多数大、中、小型合成氨厂采用的工艺。该工艺的蒸汽消耗量适中，对煤气的成分要求不十分苛刻，但是中温变换部分的设备投资大，催化剂易粉化，使用寿命短。全低温变换工艺，如中国专利号90103262X公开的一氧化碳变换工艺，是1990年开发成功的工艺，全部使用宽温区的钴钼系耐硫CO变换催化剂，变换催化剂是审定号为CN1003979B和申请号为90102336的变换催化剂，两种催化剂组成相同，后一种没有在300-500℃焙烧，该催化剂是以活性γ-Al₂O₃为载体，用钼酸铵和可溶性钴盐及可溶性钾盐组成的浸渍液，浸渍后在120-150°干燥，300-500℃焙烧而成，催化剂含CoO₃-7％、MoO₃15-22％、K₂5-20％。中国全国已有20家3万吨的氮肥厂在使用。该工艺具有蒸汽耗量特别少，设备能力大，开车启动快，催化剂不易粉化等优点。但是全低温变换工艺使用硫化过的钴钼催化剂、变换炉的第一段炉温较高350-380℃，为了防止反硫化反应，一般要求干原料煤气的硫化物含量(硫化氢和有机硫)高于0.25克/米³。而中国化工部部颁小氮肥工业的正常工艺指标中规定的半水煤气中硫化氢含量为＜0.07克/标米³，加上有机硫含量为0.05-0.1(少数使用高硫煤为原料的厂为0.1-1.5克/标米³)，合计为0.1-0.15克/标米³，低于0.25克/标米³的水平。因此需人为地提高半水煤气中的硫化氢含量、势必要求改变或强化传统的变换气的脱硫工艺，否则变换催化剂的活性因反硫化作用而大为降低，正常生产难以维持。

本发明的目的是：针对上述工艺的缺点，对全低温变换工艺的流程和工艺指标控制作实质性改进、使煤气中的硫化物含量为0.08-0.1克/标米³即可保持专利号为90103262.X工艺中所用硫化态的钴钼催化剂正常运行，从而消除了全低温变换工艺的使用限制性，能最充分地发挥低温变换的优势，提供一种新的煤气中一氧化碳低硫低温变换工艺。

本发明的目的是采用下述技术措施实现的，采用一级钴钼系净化剂或铁铬系中温变换催化剂净化，二级钴—钼系耐硫变换催化剂低温变换，用的催化剂和专利号90103262.X工艺用的相同，用钴钼净化剂时在第二段变换进口前补入水蒸气，控制变换炉各段的温度，以获得最低的钴钼催化剂反硫化反应的硫化氢分压，即在最低的(半)水煤气含硫化物浓度下实现钴钼催化剂的高效催化反应。