專(zhuān)利名稱(chēng)：焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變壓吸附法氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能耗低、安全性高、吸附 劑壽命長(zhǎng)且再生完全的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝。
背景技術(shù)：
焦?fàn)t煤氣資源化利用是國(guó)家一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，對(duì)提高資源利用效率、發(fā) 展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)具有十分重要的意義。但是，焦?fàn)t煤氣中含有大量的硫，其中 主要是以硫化氫的形式存在。硫化氫如果燃燒或者直接排放到大氣中會(huì)污染環(huán)境，因此實(shí) 際在生產(chǎn)中，要對(duì)焦?fàn)t煤氣脫硫處理。目前常用的焦?fàn)t煤氣脫硫方法有濕法脫硫、干法脫硫和變壓吸附脫硫，但干法脫 硫處理量小、脫硫的精度低、廢棄脫硫劑處理困難、不適合硫化物含量較高的焦?fàn)t煤氣； 濕法脫硫的脫硫液昂貴、投資較大、脫硫液毒性較大、對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高、廢棄脫硫液處 理困難，易造成二次污染；而變壓吸附脫硫則往往由于原料氣在進(jìn)入變壓脫硫設(shè)備前凈化 不徹底，尤其是原料氣中的水份含量較大，在進(jìn)入變壓脫硫裝置后，原料氣中的水份易與硫 化氫發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫堵塞吸附劑，影響吸附效果，造成脫硫不徹底；另外，由于硫 化氫具有很強(qiáng)的極性，現(xiàn)有的工藝中硫化氫解吸的時(shí)間較長(zhǎng)，在吸附塔內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)， 容易在吸附塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，造成吸附劑再生困難，吸附劑的使用壽命較短，設(shè)備運(yùn)行成本較 大，給企業(yè)運(yùn)行增加了負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種能耗低、安全性高、吸附劑 使用壽命長(zhǎng)且再生完全的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝，其包括以下步驟
步驟1、壓縮將焦?fàn)t煤氣通過(guò)壓縮機(jī)加壓，使原料氣的壓力達(dá)到0. 58Mpa ；
步驟2、冷凍分離將步驟1壓縮后的原料氣送入冰機(jī)，使原料氣溫度降至0 5°C，脫 除原料氣中的重組分雜質(zhì)；
步驟3、除焦油將步驟2冷凍分離后的原料氣送入除油塔，脫除原料氣中的焦油； 步驟4、凈化將步驟3處理后的原料氣依次送入第一級(jí)TSA裝置的除油塔和第二級(jí) TSA裝置的預(yù)處理塔，進(jìn)行兩次凈化，精脫除步驟3處理后的原料氣中的焦油、苯、萘以及 其他重組分雜質(zhì)及部分硫化氫，其中控制第一級(jí)TSA裝置的出口原料氣露點(diǎn)溫度為-45 -35°C、第二TSA裝置的出口原料氣露點(diǎn)溫度為-60 -50°C，同時(shí)控制第二 TSA裝置的出口 原料氣中水份在25ppm以下；
步驟5、抽真空脫硫脫碳將步驟4處理后的原料氣通入PSA-S/R裝置，同時(shí)采用 真空泵對(duì)PSA-S/R裝置吸附塔抽真空，使PSA-S/R裝置吸附塔內(nèi)的壓力在30秒內(nèi)達(dá) 到-0. 085Mpa,并且至少保持120秒，脫除原料氣中的HCN、C2、C02、H2S、NH3、NO、有機(jī)硫以及大部分CH4、CO、N2，得到半成品氣；
步驟6、壓縮精脫硫?qū)⒉襟E5得到的半成品氣壓縮，壓力達(dá)到1. 30Mpa進(jìn)入干法精脫 硫裝置，使微量的硫化氫氣體完全脫除，并且進(jìn)一步脫除半成品氣中的CH4、C0、N2 ；
步驟7、提純將步驟6壓縮精脫硫后得到的半成品氣通入PSA制氫裝置，得到氫氣，并 對(duì)氫氣進(jìn)行提純，使氫氣純度達(dá)到99. 99%。所述的步驟1中的壓縮機(jī)為螺桿壓縮機(jī)。所述的步驟2的冷凍分離脫除的重組分雜質(zhì)包括高碳烴、萘、苯。所述的步驟2冷凍分離所用的冰機(jī)的冷載體為乙二醇。所述的步驟3除焦油中的除油塔的填料為焦炭，且整個(gè)除油塔為一層填料。所述的步驟3的除焦油是指將步驟2冷凍分離后的原料氣中的焦油脫除至少80%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下的優(yōu)點(diǎn)
1)本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝中設(shè)置冷凍分離和除焦油工序，其中冷凍 分離工序能很好的脫除原料氣中的萘、苯、等重組分雜質(zhì)，保證了后續(xù)工序中吸附劑的正常 工作；除焦油工序采用除油塔，且除油塔的填料為焦炭，這樣能很好的脫除原料氣中的焦油 等油質(zhì)組分，能脫除80%的焦油，保證了后續(xù)工序中吸附劑的正常工作；
2)本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝中對(duì)原料氣設(shè)置兩級(jí)凈化，徹底脫除原料 氣中的焦油、苯、萘、水等重組分雜質(zhì)；有效的保護(hù)了下一工序的吸附劑；并且控制凈化后 原料氣的露點(diǎn)溫度為-60 -50°C、水份含量在25ppm以下，這樣減少了進(jìn)入下一工序的水 分，進(jìn)而避免了水分與硫化氫發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫堵塞吸附劑，使吸附的效果更好更 徹底，吸附劑再生完全，進(jìn)而使吸附劑的使用壽命更長(zhǎng)，有效的較低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本；
3)本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝中在PSA-S/R裝置上連通真空泵，對(duì) PSA-S/R裝置抽真空，這樣使極性強(qiáng)的硫化氫分子在短時(shí)間內(nèi)解吸，減少硫化氫在裝置內(nèi)停 留的時(shí)間和發(fā)生氧化還原反應(yīng)的機(jī)率，減少單質(zhì)硫的生成，進(jìn)而避免了因硫化氫發(fā)生還原 反應(yīng)生成單質(zhì)硫堵塞吸附劑，使吸附劑的再生更完全，進(jìn)而使吸附劑的使用壽命更長(zhǎng)，有效 的較低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本；
另外，本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝還具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、能耗低 的優(yōu)點(diǎn)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。


圖1為本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝的框架圖。圖中1、壓縮機(jī) 2、冰機(jī) 3、除油塔 4、第一級(jí)TSA裝置 5、第二級(jí)TSA裝置 6、PSA-S/R裝置7、干法精脫硫裝置8、PSA制氫裝置9、真空泵。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1和圖2所示，一種焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝，其包括以下步驟 步驟1、壓縮將焦?fàn)t煤氣通過(guò)壓縮機(jī)1加壓，使原料氣的壓力達(dá)到0. 58Mpa ；
步驟2、冷凍分離將步驟1壓縮后的原料氣送入冰機(jī)2，使原料氣溫度降至0 5°C，脫除原料氣中的重組分雜質(zhì)；
步驟3、除焦油將步驟2冷凍分離后的原料氣送入除油塔3，脫除原料氣中的焦油； 步驟4、凈化將步驟3處理后的原料氣依次送入第一級(jí)TSA裝置4的除油塔和第二級(jí) TSA裝置5的預(yù)處理塔，進(jìn)行兩次凈化，精脫除步驟3處理后的原料氣中的焦油、苯、萘以及 其他重組分雜質(zhì)及部分硫化氫，其中控制第一級(jí)TSA裝置4的出口原料氣露點(diǎn)溫度為-45 -35°C、第二 TSA裝置5的出口原料氣露點(diǎn)溫度為-60 _50°C，同時(shí)控制第二 TSA裝置5 的出口原料氣中水份在25ppm以下；
步驟5、抽真空脫硫脫碳將步驟4處理后的原料氣通入PSA-S/R裝置6，同時(shí)采用真空 泵9對(duì)PSA-S/R裝置6的吸附塔抽真空，使PSA-S/R裝置6的吸附塔內(nèi)的壓力在30秒內(nèi)達(dá) 到-0. 085Mpa,并且至少保持120秒，脫除原料氣中的HCN、C2、C02、H2S、NH3、NO、有機(jī)硫以及 大部分CH4、CO、N2，得到半成品氣；
步驟6、壓縮精脫硫?qū)⒉襟E5得到的半成品氣用往復(fù)壓縮機(jī)壓縮，壓力達(dá)到1. 30Mpa 進(jìn)入干法精脫硫裝置7，使微量的硫化氫氣體完全脫除，并且進(jìn)一步脫除半成品氣中的CH4、 CO、N2 ；
步驟7、提純將步驟6壓縮精脫硫后得到的半成品氣通入PSA制氫裝置8，得到氫氣， 并對(duì)氫氣進(jìn)行提純，使氫氣純度達(dá)到99. 99%。所述的步驟1中的壓縮機(jī)1為螺桿壓縮機(jī)。所述的步驟2的冷凍分離脫除的重組分雜質(zhì)包括高碳烴、萘、苯。所述的步驟2冷凍分離所用的冰機(jī)2的冷載體為乙二醇。所述的步驟3除焦油中的除油塔3的填料為焦炭，且整個(gè)除油塔3為一層填料。所述的步驟3的除焦油是指將步驟2冷凍分離后的原料氣中的焦油脫除至少80%。本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝中對(duì)原料氣設(shè)置兩級(jí)凈化，徹底脫除原 料氣中的焦油、苯、萘、水等重組分雜質(zhì)；有效的保護(hù)了下一工序的吸附劑；并且控制凈化 后原料氣的露點(diǎn)溫度為-60 -50°C、水份含量在25ppm以下，這樣減少了進(jìn)入下一工序的 水分，進(jìn)而避免了水分與硫化氫發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫堵塞吸附劑；本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變 壓吸附抽真空脫硫工藝在PSA-S/R裝置上連通真空泵，對(duì)PSA-S/R裝置抽真空，這樣使極性 強(qiáng)的硫化氫分子在短時(shí)間內(nèi)解吸，減少硫化氫在裝置內(nèi)停留的時(shí)間和發(fā)生氧化還原反應(yīng)的 機(jī)率，減少單質(zhì)硫的生成，使吸附的效果更好更徹底，吸附劑的再生完全，進(jìn)而使吸附劑的 使用壽命更長(zhǎng)，有效的較低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本；
另外，本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝還具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、能耗低 的優(yōu)點(diǎn)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值，使用本發(fā)明焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝 生產(chǎn)氫氣能提高生產(chǎn)能力50% 58%。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫エ藝，其特征在于其包括以下步驟 步驟I、壓縮將焦?fàn)t煤氣通過(guò)壓縮機(jī)加壓，使原料氣的壓カ達(dá)到O. 58Mpa ； 步驟2、冷凍分離將步驟I壓縮后的原料氣送入冰機(jī)，使原料氣溫度降至(T5°C，脫除原料氣中的重組分雜質(zhì)； 步驟3、除焦油將步驟2冷凍分離后的原料氣送入除油塔，脫除原料氣中的焦油；步驟4、浄化將步驟3處理后的原料氣依次送入第一級(jí)TSA裝置的除油塔和第二級(jí)TSA裝置的預(yù)處理塔，進(jìn)行兩次浄化，精脫除步驟3處理后的原料氣中的焦油、苯、萘以及其他重組分雜質(zhì)及部分硫化氫，其中控制第一級(jí)TSA裝置的出口原料氣露點(diǎn)溫度為-45 -35°C、第二 TSA裝置的出口原料氣露點(diǎn)溫度為-6(T-50°C，同時(shí)控制第二 TSA裝置的出口原料氣中水份在25ppm以下； 步驟5、抽真空脫硫脫碳將步驟4處理后的原料氣通入PSA-S/R裝置，同時(shí)采用真空泵對(duì)PSA-S/R裝置的吸附塔抽真空，使PSA-S/R裝置的吸附塔內(nèi)的壓カ在30秒內(nèi)達(dá)到-O. 085Mpa,并且至少保持120秒，脫除原料氣中的HCN、C2, CO2, H2S, NH3> NO、有機(jī)硫以及大部分CH4、CO、N2，得到半成品氣； 步驟6、壓縮精脫硫?qū)⒉襟E5得到的半成品氣壓縮，壓カ達(dá)到I. 30Mpa進(jìn)入干法精脫硫裝置，使微量的硫化氫氣體完全脫除，并且進(jìn)一歩脫除半成品氣中的CH4、C0、N2 ； 步驟7、提純將步驟6壓縮精脫硫后得到的半成品氣通入PSA制氫裝置，得到氫氣，并對(duì)氫氣進(jìn)行提純，使氫氣純度達(dá)到99. 99%ο
2.如權(quán)利要求I所述的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫エ藝，其特征在于所述的步驟I中的壓縮機(jī)為螺桿壓縮機(jī)。
3.如權(quán)利要求I所述的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫エ藝，其特征在于所述的步驟2的冷凍分離脫除的重組分雜質(zhì)包括高碳烴、萘、苯。
4.如權(quán)利要求I所述的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫エ藝，其特征在于所述的步驟2冷凍分離所用的冰機(jī)的冷載體為こニ醇。
5.如權(quán)利要求I所述的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫エ藝，其特征在于所述的步驟3除焦油中的除油塔的填料為焦炭，且整個(gè)除油塔為ー層填料。
6.如權(quán)利要求I所述的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫エ藝，其特征在于所述的步驟3的除焦油是指將步驟2冷凍分離后的原料氣中的焦油脫除80%。
全文摘要
本發(fā)明一種低能耗、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、吸附劑使用壽命長(zhǎng)的焦?fàn)t煤氣變壓吸附抽真空脫硫工藝，原料氣經(jīng)過(guò)壓縮、冷凍分離、除焦油、凈化、抽真空脫硫脫碳、壓縮精脫硫、提純一系列工序后完成加工；本發(fā)明通過(guò)設(shè)置冷凍分離和除焦油工序出去原料氣中的重組分，保證了后續(xù)工序中吸附劑的正常工作，其中凈化工序中采取兩次凈化，脫除原料氣中的重組分，控制露點(diǎn)溫度和水的含量，在脫硫脫碳的工序中采用抽真空，徹底脫除硫組分，具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、能耗低、吸附劑使用壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)效益高、實(shí)用價(jià)值大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10K1/04GK102660331SQ20121017311
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者寧紅軍, 常立利, 朱俊勇, 李志越, 粟蓮芳, 高紅軍 申請(qǐng)人:平頂山市三源制氫有限公司