專利名稱：一種節(jié)能減排的高純co精制工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及CO氣體精制工藝，特別是涉及一種節(jié)能減排的高純CO精制工藝。
背景技術：
現有高純度CO氣體的主要制取過程為制氣(獲得濃度約為70X的粗C0氣體)和精制(獲得濃度約97% 98%的高純度0)氣體)。即一氧化碳(CO)氣體經過一系列凈化精制工序最終獲得符合羰基合成要求的高純度CO氣體，見《化學世界》2002年增刊第49 50頁)，現有技術是由上?；ぴO計院在上世紀90年代初開發(fā)試燒成功，迄今已有四套大型裝置正常投產(江蘇索普一期10萬噸/年醋酸，工程配套時產6000Nm3C0裝置；江蘇索普二期15萬噸/醋酸，工程配套時產9000Nm3C0裝置；山東兗礦國泰公司及大慶化工公司20萬噸/年醋酸，工程配套時產12000Nm3C0裝置)。
上述現有制取高純度CO氣體工藝的主要缺點 雖然現有裝置經過一系列工藝過程，最終獲得了能夠符合羰基合成要求的高純度CO氣體，但是此工藝流程中還存在著一些不符合目前國家規(guī)定的環(huán)境保護及節(jié)能減排的要求，如
1、羰基硫(COS)的排放 現有裝置制取高純度CO氣體的主要反應式
3C+02+C02 — 4C0 焦炭中含有的硫在運行中會生成大量的無機硫及羰基硫(COS)，由于無機硫容易除去，而羰基硫(COS)較難以脫除，COS為劇毒物質，其LDs。 = 22. 5mg/lg，按國際GB5044-85分類，屬極度危害物質。而現有工藝設計高空排放口 COS濃度為30000mg/Nm3，排空后在大氣中稀釋。以年產20萬噸醋酸工程配套CO每小時為12000Nm3計，全年排放COS高達540噸，而化工百科全書(ENCYCLOPEDIA OFCHEMICAL TECHNOLOGY)認為COS在空氣中濃度應< 0. 4mg/Nm3。因此大量、劇毒、穩(wěn)定的COS排放必將污染環(huán)境，貽害子孫，后患無窮。
2、車間CO濃度超標嚴重 由于工藝流程中使用了羅茲風機，而在實際運行中高壓羅茲風機轉動部分不可避免地有煤氣泄漏，從而使車間CO濃度嚴重超標。車間最高CO允許濃度為24X 10—6(30mg/Nm"，而實測車間CO濃度在100-200X 10—6，超過規(guī)范5_8倍，存在著較大的安全危害。
3、大量0)2的排放 現有裝置采用由南京化工研究院開發(fā)的采用聚乙二醇甲醚為吸收溶劑的脫硫脫碳工藝(NHD)脫硫脫(A，由于要維持系統(tǒng)中COS平衡，須將大量再生氣放空，而放空氣中除了 C0S夕卜，還有更多的C02。以時產CO 12000NmVh來說，每年排空的C02就達到23800噸，而這些C02都是花錢買來的原料，不僅在經濟上是極大的損失，更主要的是大量C02的排放，加劇了地球的溫室效應，加劇氣候惡化。因此減排刻不容緩。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現有技術中制取高純CO的工藝所存在的問題作進一步改進。提供了一種節(jié)能減排，經濟有效地達到有毒物質COS及(A的零排放，并加以回收的高
純co精制工藝。 本發(fā)明的高純CO精制工藝是通過下列工藝步驟實現的，以下的百分比為體積百分比。
(1)、焦碳氣化制取粗煤氣 焦碳、二氧化碳和氧氣在造氣爐內1100 120(TC的溫度下反應，生成粗煤氣，其中CO含量為68 % 70%，其余為C0228 29%、 H21. 8 2%、 H2S 0. 04 0. 06%、 COS0. 13 0. 17%和焦油、粉塵雜質，爐頂600 70(TC的粗煤氣進入余熱鍋爐進行熱量回收，再經冷卻到40°C，降溫后的粗煤氣進入氣柜；
(2)電除焦油器除去焦油、粉塵 氣柜中粗煤氣進入電除焦油器除去焦油、粉塵雜質，直接進入多級壓縮機中的1級氣缸，氣缸的填料函箱內充N2氣由引風機保持該處負壓，引風機將CO， N2排到室外，在廠房檐口高3米處排空，保證車間內CO為零排放，確保安全。
(3)水解、濕法脫硫 除焦油后的粗煤氣直接進入多級壓縮機中的1級氣缸，增壓至0. 2 0. 3MPa后進入水解、濕法脫硫裝置，對高純CO中的COS進行水解，在湖北省化學研究院出品的水解催化劑T504A的作用下使粗煤氣中的COS分解成C02和H2S，水解后進入濕法脫硫裝置，然后在濃度為0. 4N的Na2C03的堿溶液中進行粗脫硫，堿溶液中吸收的H2S經再生，生成固體硫，此時粗煤氣中的COS已降至300X 10—6以下；將原來向大氣排放的COS以付產品硫磺的形式加以回收，除了改善環(huán)境外，還能增加產值，提高經濟效益。
(4)真空變壓吸附脫除H2S、 C02和COS氣體 粗脫硫后的粗煤氣返回多級壓縮機的2級 3級氣缸，增壓至1. 5 2. 2MPa后，
粗煤氣進入真空變壓吸附裝置VPSA，利用分子篩變壓吸附H2S、C02和C0S氣體，出口氣中H^
含量小于20X10—6， COS含量為(20 50)X10—6，氣體凈化度更高，再生的0)2全部回收返
回用作造氣的原料。 (5)精脫硫塔脫硫 變壓吸附裝置VPSA的出口氣，進入精脫硫塔，在湖北省化學研究院出品的催化劑T103的作用下進行精脫硫，精制后的出口氣總硫含量< 0. 1X10—6，從精脫硫塔出來的產品氣即高純CO氣體，其含量為97 98%，將高純CO氣體，再返回多級壓縮機的4級氣缸，增壓至3. 0 3. 5MPa輸送到下游工藝。整個工藝流程中除了濕法脫硫有少許C02溶解損失外，所有的C0S， C02均能做到零排放。 本發(fā)明中水解、濕法脫硫裝置中脫出的硫磺為副產品。 本發(fā)明中真空變壓吸附裝置VPSA中的分子篩變壓吸附的C02經降壓釋放送入造氣爐作原料循環(huán)使用。 本發(fā)明中真空變壓吸附裝置VPSA中的分子篩變壓吸附的CO經降壓釋放送入氣柜
作原料循環(huán)使用。
本發(fā)明效果 本發(fā)明采用新的水解催化劑、真空變壓吸附技術、國產往復式壓縮機等，從而降低了投資，減少了消耗，降低操作成本，還極大地改善了環(huán)境。
本發(fā)明方法采用真空變壓吸附裝置凈化工藝可使COS達到零排放，并可將工藝中排放的C02循環(huán)利用不需消耗蒸汽；以時產CO 12000Nm3為例，
COS零排放， 一年減排COS約540噸；
C02零排放， 一年減排C02約21000噸； 大幅降低投資原工藝裝置投資為9690萬元，現工藝裝置投資為6470萬元。
大幅降低操作成本原采用迷宮式壓縮機，現工藝采用往復式壓縮機使投資費用降低70%。


圖1為背景技術工藝流程圖
圖2為本發(fā)明的工藝流程圖
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例作詳細說明。但本發(fā)明的保護范圍不受實施例內容的限定。 附圖1是本申請人在《化學世界》2002增刊第49 50頁中已公開的一種符合羰基合成要求的高純度一氧化碳氣體工藝流程圖，從圖中可看出氣柜出口的粗煤氣經電除焦油器后進入羅茲風機，再經濕法脫硫，然后到壓縮機在3. 5MPa壓力下，采用由南京化工研究院開發(fā)的采用聚乙二醇甲醚為吸收溶劑的脫硫脫碳工藝(NHD)，最后制成高純一氧化碳。
實施例1 附圖2是本發(fā)明的高純一氧化碳精制工藝流程圖。本發(fā)明的高純一氧化碳精制方
法的一個實施例是以下列工藝流程和工藝條件完成的。 步驟1、焦碳氣化制取粗煤氣 焦碳、二氧化碳和氧氣在造氣爐內1100 120(TC的溫度下反應，生成粗煤氣，其中C0含量為68 70%，其余為C02 . 28 29%、 H2. . 1. 8 2%、 H2S 0. 04 0. 06%、 COS0. 13 0. 17%和焦油、粉塵雜質，爐頂600 70(TC的粗煤氣進入余熱鍋爐冷卻至4(TC，降
溫后的粗煤氣進入氣柜； 步驟2、電除焦油器除去焦油、粉塵 從氣柜中出口的粗煤氣進入電除焦油器除去焦油、粉塵雜質后直接進入多級壓縮機中的1級氣缸，氣缸的填料函箱內充氮氣由引風機保除箱內負壓， 引風機將C0、N2在廠房檐口高3米處排空，保證車間內的一氧化碳為零排放，確保安全； 步驟3 、水解、濕法脫硫 粗煤氣進入多級壓縮機的1級氣缸后，增壓至0. 2 0. 3MPa，然后再進入水解、濕法脫硫裝置，在湖北省化學研究院出品的水解催化劑T504A的作用下使粗煤氣中的COS分解成C02和H2S，水解后進入濕法脫硫裝置，然后在濃度為0. 4N的Na2C03的堿溶液中進行粗脫硫，堿溶液中吸收的H^經再生后生成固體硫，此時粗煤氣中的COS已降到300X 10—6以下，將原來向大氣排放的COS以副產品硫磺的形式加以回收，除了改善環(huán)境外，還能增加產值，提高經濟效益。
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步驟4、真空變壓吸附VPSA脫除H2S、 C02、 COS 粗脫硫后的粗煤氣返回多級壓縮機中的2級、3級氣缸，增壓至1. 5 2. 2MPa后， 粗煤氣進入真空變壓吸附裝置，利用分子篩變壓吸附氣體中H2S、 C02、 VX)S，使出口氣中的 H2S含量小于20X 10—6，C0S含量為(20 50) X 10—6，氣體凈化度更高，再生的C02全部回收
返回用作造氣的原料。 步驟5、精脫硫塔脫硫 從變壓吸附裝置出口氣進入精脫硫塔，在湖北省化學研究院出品的催化劑T103 的作用下進行精脫硫，精制后的出口氣總硫含量< 0. 1X10—6，從精脫硫塔出來的產品氣即 為高純一氧化碳氣體，其含量為97 98%，將高純一氧化碳氣體再返回多級壓縮機的4級 氣缸，增壓至3. 0 3. 5MPa輸送到下游工藝。
權利要求
一種節(jié)能減排的高純一氧化碳的精制方法，其特征在于該方法包括如下工藝步驟，以下的百分比為體積百分比，(1)焦碳氣化制取粗煤氣焦碳、二氧化碳和氧氣在造氣爐內1100～1200℃的溫度下反應，生成粗煤氣，其中CO含量為68～70％，其余為CO228～29％、H21.8～2％、H2S0.04～0.06％、COS0.13～0.17％和焦油、粉塵雜質，爐頂600～700℃的粗煤氣進入余熱鍋爐冷卻至40℃，降溫后的粗煤氣進入氣柜；(2)電除焦油器除去焦油、粉塵氣柜中粗煤氣進入電除焦油器進行除焦油、粉塵雜質；(3)水解、濕法脫硫除焦油后的粗煤氣直接進入多級壓縮機的1級氣缸，增壓到0.2～0.3MPa后進入水解、濕法脫硫裝置，在湖北省化學研究院出品的水解催化劑T504A的作用下使粗煤氣中的COS分解成CO2和H2S，然后在濃度為0.4N的Na2CO3的堿溶液中進行粗脫硫，堿溶液中吸收的H2S經再生，生成固體硫，粗煤氣中的COS降至300×10-6以下；(4)真空變壓吸附脫除H2S、CO2、COS氣體粗脫硫后的粗煤氣返回多級壓縮機的2級～3級氣缸，增壓至1.5～2.2MPa后，粗煤氣進入真空變壓吸附裝置VPSA，用分子篩變壓吸附H2S、CO2和COS氣體，出口氣中H2S含量小于20×10-6，COS含量為(20～50)×10-6；(5)精脫硫塔脫硫真空變壓吸附裝置VPSA的出口氣，進入精脫硫塔在湖北省化學研究院出品的催化劑T103的作用下進行精脫硫，精制后的出口氣中H2S和COS的總硫含量＜0.1×10-6，從精脫硫塔出來的產品氣即高純CO氣體，其含量為97％～98％，將高純CO氣體再返回多級壓縮機的4級氣缸，增壓至3.0～3.5MPa輸送到下游工藝。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于；水解、濕法脫硫裝置中脫出的硫磺為副產 <formula>formula see original document page 2</formula>
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于真空變壓吸附裝置VPSA中的分子篩變壓 吸附的C02經降壓釋放送入造氣爐作原料循環(huán)使用。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于真空變壓吸附裝置VPSA中的分子篩變壓 吸附的CO經降壓釋放送入氣柜作原料循環(huán)使用。
全文摘要
一種節(jié)能減排的高純一氧化碳的精制方法，該方法以焦炭、二氧化碳和氧氣為原料制成粗煤氣，經冷卻降溫后進入電除焦油器，得到的粗煤氣直接進入多級壓縮機中的1級氣缸增壓，在水解催化劑的作用下，使粗煤氣中的COS分解成CO2和H2S，然后進行粗脫硫，使COS降低至300×10-6以下，粗脫硫后的粗煤氣返回多級壓縮機中的2-3級氣缸，經增壓后進入真空變壓吸附裝置(VPSA)，使H2S含量為＜20×10-6，COS含量為(20～50)×10-6，然后再進入精脫硫塔，在催化劑作用下進行精脫硫，此時出口的氣體即為高純CO氣體，含量為97～98％。整個工藝流程中的有毒氣體COS及CO2均做到零排放，改善了環(huán)境。
文檔編號C01B31/00GK101723365SQ200810201800
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權日2008年10月27日
發(fā)明者于利民, 劉建華, 孫嘉穎, 張德厚, 徐之珉, 徐濱, 石仙羅, 郁正容, 金健, 黃靜 申請人:上海寰球石油化學工程有限公司