上海石洞口煤气制气有限公司 李海涛 李超 徐骏西南化工研究设计院 李玉富

0 前言

上海石洞口煤气制气有限公司(以下简称石煤)是上海城市煤气供应的重要调峰单位，日最高煤气产量达180万m3，制气原料原为石脑油，2009年起制气原料改为天然气。

天然气制气工艺是天然气在高温高压下与蒸汽发生催化反应，生成热值较低、比重较轻的合成气，经减压后与天然气及富氮气混兑为符合质量要求的城市煤气，送入管网。

脱碳系统在制气流程中的作用是利用热的K2CO3溶液吸收变换气中的CO2，生成含H2量较高的脱碳气，作为返氢气供脱硫工段原料天然气中的有机硫加氢转化使用，避免各工序的催化剂(特别是预转化催化剂)发生硫中毒。

石煤为降低生产成本，与西南化工研究设计院(以下简称西南院)合作，研究停止使用脱碳系统、将变换气不经过脱碳工序而直接作为返氢气使用的可能性，并采取措施消除工艺改变后对生产稳定性带来的不利影响。

1 研究内容

脱碳系统取消后的生产流程如图1所示，变换气、合成气和返氢气三种气体组分(干基)是一致的，对生产稳定性影响主要来自以下几个方面：

图1 不使用脱碳系统的生产流程示意

1.1 原料脱硫效果

脱硫工序主要有两个化学反应过程，其一是有机硫加氢转化，其二是ZnO吸收H2S。

有机硫的加氢转化反应：R-S+H2→R-H+H2S

ZnO吸收H2S化学反应：ZnO+H2S→ZnS+H2O

脱硫工段要求原料经脱硫后总硫小于0.2×10-6，以免后续工序的催化剂中毒。脱碳系统停用后，返氢气中的H2含量下降(如表1所示)，原料脱硫效果可能降低。……