焦炉煤气净化装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种焦炉煤气净化装置。


背景技术：

2.焦炉煤气是炼焦工业中得副产品，焦炉煤气主要有氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳，是一种非常重要得燃料和化工原料；现阶段我国焦化企业产生的焦炉煤气产量达到2000亿方，所以如何高效、清洁利用，是一种能源产业结构重要一个环节。
3.焦炉煤气中含有无机硫、有机硫、苯、萘、焦油、氨等杂质，作为燃料直接燃烧会严重污染环境；用作化工原料合成甲醇、天然气、制氢，会造成后续工艺催化剂结焦、堵塞和中毒，造成催化剂活性降低甚至失活，所以焦炉煤气的净化是焦炉煤气清洁利用的重要课题。
4.传统的焦炉煤气合成甲醇、天然气等工艺项目中煤气净化分三步：(1)活性炭吸附剂吸油、萘和少量无机硫；(2)用钴钼和镍钼催化剂将有机硫转化成无机硫；(3)采用氧化锌脱硫剂脱除无机硫；此工艺设备数量多、占地面积大，并且催化剂寿命短。
5.新型的微晶材料是一种人工合成的硅铝酸盐晶体，微晶材料的孔径分布均匀，依靠内部空隙大小吸附和排斥不同物质分子，从而达到吸附的效果。
6.微晶材料吸附精度高，可以同时脱出无机硫、有机硫、苯、萘、焦油、氨，耐高温，可以反复再生，使用寿命可以达到5年以上。
7.焦炉煤气在合成甲醇、液化天然气工艺中对硫含量有严格的要求，采用微晶材料可以在常温下同时脱除焦炉煤气无机硫和有机硫、苯、萘、焦油、氨等，设备数量少，占地面积小，污染少，经济性高。
8.常规吸附剂再生装置采用氮气或者蒸汽作为再生气源，再生的废气、废液直接排入排污池，如果用蒸汽作为再生气，由于温度较高，会产生烟雾；用氮气作为再生气无法送往火炬，现场放空由于含有h2s，现场气味大，污染空气。


技术实现要素：

9.针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种焦炉煤气净化装置，使用经微晶吸附后少量气体作为再生气，通过再生气加热器加热后进行微晶吸附剂再生，再生后气体返回焦化装置回收焦油、萘，并进一步脱除硫化氢，循环使用，即避免引入新的再生气源，又防止再生后的气体浪费和空气污染。
10.本实用新型的焦炉煤气净化装置包括交替地用作微晶吸附和再生的至少两个净化塔(例如2
‑
10个，优选2
‑
5个如2个、3个、4个等)、加热器、加氢反应塔、精脱硫塔、再生加热器；
11.其中焦炉气管线分为多个支路分别连至少两个净化塔的焦炉气进口，焦炉气管线的多个支路分别设有阀门，多个净化塔塔顶出口总管线(多个净化塔的塔顶出口管线汇合而成)分为三个支路，每个支路上都设置阀门用于控制出净化塔的净化焦炉气去向，第一支路作为净化气燃料气管线，第二支路经由加热器连接加氢反应塔的进口，第三支路作为再
生气管线经由再生气加热器后分为多个支线分别连接到所述多个净化塔的再生气进口，或者第三支路作为再生气管线分为多个支线，各个支线经由再生气加热器分别连接到所述多个净化塔，再生气管线的多个支线分别设有阀门，加氢反应塔的出口连接精脱硫塔的进口，精脱硫塔出口的净化气体去甲醇合成或甲烷化工艺装置，多个净化塔的再生气出口通过再生气废气管线返回焦化装置，用于回收焦油、萘，并进一步脱除硫化氢，循环使用。
12.进一步地，净化塔塔顶出口总管线的第二支路先后经由增压机和加热器连接加氢反应塔的进口，增压机根据后续工艺装置需要而设置。
13.进一步地，多个净化塔使用硅铝酸盐晶体微晶材料作为吸附剂。
14.本实用新型进一步提供了使用上述装置的焦炉煤气净化工艺，包括：
15.焦炉煤气进入净化塔脱出苯、萘、焦油、氨、无机硫、有机硫，经过吸附后焦油和萘的量低于1mg/m3，氨、硫化氢等杂质含量低于20mg/m3，达到《人工煤气》gb13612质量要求，直接用作燃料。
16.如果焦炉煤气作为工业原料用于甲醇合成或者甲烷化等需深度净化的工艺，需要进一步降低总硫含量，经过微晶净化塔的净化气经过加热器加热到300℃～400℃，进入加氢反应塔，将有机硫转化为无机硫，然后再经过精脱硫塔将总硫控制在0.1ppm以下，进入后续工艺装置。如果后续工艺装置需要的压力高，可以在加热器之前设置增压机，这样可以减小加氢反应塔、精脱硫塔的尺寸及催化剂装填量。
17.微晶在净化塔中吸附完成后，使用200
‑
280℃再生气(净化气)对微晶进行再生，此时通过阀门切换，一个或多个净化塔处于再生过程，另外的一个或多个净化塔处于吸附过程，再生后的气体管线返回焦化装置回收焦油、萘，并进一步脱除硫化氢，循环使用。另外的一个或多个净化塔需要再生时，通过阀门切换使一个或多个净化塔处于吸附过程，如此循环反复。
18.本实用新型的优点
19.微晶吸附塔使用微晶材料可以在常温下同时脱除焦炉煤气中大量的无机硫和有机硫、苯、萘、焦油、氨等，设备数量少，占地面积小，经济性高，可再生使用；并且采用净化气作为再生气源，将再生后气体返回焦化装置回收焦油、萘，并进一步脱除硫化氢，循环使用，即避免引入新的再生气源，又防止再生后的气体浪费和污染。
附图说明
20.图1为本实用新型的焦炉煤气净化装置的示意图。
[0021]1‑
第一净化塔 2
‑
第二净化塔 3
‑
加热器 4
‑
加氢反应塔 5
‑
精脱硫塔 6
‑
增压机
[0022]7‑
再生气加热器 8
‑
焦炉气管线 9
‑
再生气管线 10
‑
净化气原料气管线 11
‑
再生气废气管线
[0023]
12
‑
净化气燃料气管线。
具体实施方式
[0024]
以下结合附图进一步说明本实用新型。
[0025]
如图1所示，焦炉煤气净化装置包括交替地用作微晶吸附和再生的第一净化塔1和第二净化塔2(如果气量大可以相应增加第三净化塔、第四净化塔
……
)、加热器3、加氢反应
塔 4、精脱硫塔5、再生加热器7。
[0026]
其中焦炉气管线分为两个支路分别连第一净化塔1、第二净化塔2(如果气量大可以增加，例如3个、4个、5个等)的焦炉气进口，焦炉气管线的两个支路分别设有阀门，两个净化塔塔顶出口总管线(两个净化塔的塔顶出口管线汇合而成)分为三个支路，每个支路上都设置阀门用于控制出净化塔的净化焦炉气去向，第一支路作为净化气燃料气管线12，第二支路经由加热器3连接加氢反应塔4的进口，第三支路作为再生气管线9经由再生气加热器7后分为两个支线，分别连接到两个净化塔1和2的再生气进口，或者第三支路作为再生气管线9 分为两个支线，两个支线经由再生气加热器9分别连接到所述两个净化塔1、2，再生气管线的多个支线分别设有阀门，加氢反应塔4的出口连接精脱硫塔5的进口，精脱硫塔5出口的净化气体去甲醇合成或甲烷化工艺装置，两个净化塔1、2的再生气出口通过再生气废气管线 11返回焦化装置，用于回收焦油、萘，并进一步脱除硫化氢，循环使用。
[0027]
优选，塔顶出口总管线的第二支路先后经由增压机6和加热器3连接加氢反应塔的进口，增压机根据后续工艺装置需要而设置。
[0028]
第一净化塔1和第二净化塔2使用硅铝酸盐晶体微晶材料作为吸附剂。
[0029]
使用上述装置的焦炉煤气净化工艺包括：
[0030]
焦炉煤气进入净化塔1脱出苯、萘、焦油、氨、无机硫、有机硫，经过吸附后焦油和萘的量低于1mg/m3，氨、硫化氢等杂质含量低于20mg/m3，达到《人工煤气》gb13612质量要求，直接用作燃料。
[0031]
如果焦炉煤气作为工业原料用于甲醇合成或者甲烷化等需深度净化的工艺，需要进一步降低总硫含量，经过微晶净化塔的净化气经过加热器加热到300℃～400℃，进入加氢反应塔，将有机硫转化为无机硫，然后再经过精脱硫塔将总硫控制在0.1ppm以下，进入后续工艺装置。如果后续工艺装置需要的压力高，可以在加热器之前设置增压机，这样可以减小加氢反应塔、精脱硫塔的尺寸及催化剂装填量。
[0032]
微晶在第一净化塔1中吸附完成后，使用200
‑
280℃再生气(净化气)对微晶进行再生，此时通过阀门切换，第一净化塔1处于再生过程，第二净化塔2处于吸附过程，再生后的气体管线返回焦化装置回收焦油、萘，并进一步脱除硫化氢，循环使用。第二净化塔2需要再生时，通过阀门切换使第一净化塔1处于吸附过程，如此循环反复。