一种焦炉气分段压缩、干湿法脱硫结合的精净化系统的制作方法

1.本实用新型属于焦炉气净化技术领域，具体为一种焦炉气分段压缩、干湿法脱硫结合的精净化系统。


背景技术：

2.焦化企业生产冶金焦时，其产生的焦炉气中含有较多的硫、萘、焦油、苯等杂质，要用作如进行甲烷化反应的原料气，必须把这些杂质彻底脱除。否则不仅会造成设备、管道堵塞，还会造成后续单元催化剂中毒，甲烷化反应无法进行等。目前脱除这些杂质的方法各有多种，要达到合理的流程和理想的效果，需对整个工艺过程进行综合分析、比较和选择，对于气量较大、硫含量较多的情况，提出了一种焦炉气分段压缩、干湿法脱硫结合的精净化系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种焦炉气分段压缩、干湿法脱硫结合的精净化系统。本实用新型系统可以在进行甲烷化反应之前，通过螺杆压缩与离心压缩配合，湿法脱硫与干法脱硫结合，达到焦炉气的精净化优化合理、节约消耗的目的。
4.本实用新型目的通过以下技术方案来实现：
5.一种焦炉气分段压缩、干湿法脱硫结合的精净化系统，所述系统包括依次连通的螺杆压缩单元，脱水脱油脱萘单元，脱氧预加氢单元，湿法脱硫单元，离心压缩单元，脱苯脱氨单元以及加氢精脱硫单元。
6.进一步，所述螺杆压缩单元采用喷水螺杆压缩机,所述螺杆压缩单元还与污水处理单元连通。焦炉气进入喷水螺杆压缩机压缩到0.5～0.7mpa，在喷水的洗涤作用下脱除一部分萘和焦油，喷水螺杆压缩机的循环喷水抽出一部分去污水处理单元。
7.进一步，所述脱水脱油脱萘单元包括气水分离器,精脱油器和精脱萘器，精脱萘器与污水处理单元连通。脱水脱油脱萘单元，经螺杆压缩单元压缩后的焦炉气，仍含有一些水、萘、油等杂质，先通过气水分离器，分离焦炉气中的水份，然后再采用精脱油器和精脱萘器(通过炭基复合剂和硅酸盐复合剂脱除油和萘杂质)对其进一步精脱除，以减少对后续离心压缩单元及其它单元的影响，脱除后焦炉气中的萘和焦油含量均达到1mg/nm3以下。吸附油和萘后的炭基复合剂、硅酸盐复合剂等视操作工况每隔一段时间用蒸汽吹扫再生一次，再生废水去污水处理单元处理。
8.进一步，所述脱氧预加氢单元包括预转化换热器、预转化加热器、硫预转化器、预转化冷却器和气液分离器。脱氧预加氢单元是在低温(≤200℃)条件下将脱水脱油脱萘后的焦炉气中≥70％的有机硫预加氢转化成h2s，并将焦炉气中的o2脱除，然后进入湿法脱硫单元将生成的h2s脱除。
9.进一步，所述湿法脱硫单元采用脱硫塔，脱硫塔塔底连接有再生槽。湿法脱硫单元是利用碱性脱硫液中的碱与h2s、cos等进行反应，生成不稳定的中间硫化物，再利用空气与
生成的中间硫化物反应生成单质硫和碱，分离掉单质硫使脱硫液再生，从而脱除h2s等硫化物并使脱硫液再生循环使用；湿法脱硫后的焦炉气进入离心压缩单元。
10.进一步，所述湿法脱硫单元与离心压缩单元之间设置有精密过滤器。离心压缩单元是将来自湿法脱硫单元的焦炉气由0.3～0.5mpa增压至2.0～6.0mpa。焦炉气进入离心压缩单元(离心机)前先经过精密过滤器过滤，升压后的焦炉气送至焦炉气脱苯脱氨单元。
11.进一步，所述脱苯脱氨单元采用变温吸附，包括六个吸附塔，其中两塔吸附，两塔加热再生，两塔冷吹降温。脱苯脱氨单元是采用变温吸附(tsa)对焦炉气中的苯和氨予以脱除，以消除对后续系统的影响。变温吸附(tsa)的再生气可以是深冷分离的尾气或自身净化气，通过蒸汽加热后对吸附塔进行吹扫使吸附剂得以再生。脱除苯和氨后，焦炉气中的苯≤10ppm、氨≤10ppm。
12.进一步，所述加氢精脱硫单元包括一级硫转化器，一级精脱硫器，二级硫转化器，二级精脱硫器以及超精净化器。加氢精脱硫单元是根据焦炉气中的有机硫大部分已通过脱氧预加氢单元转化为h2s、并被湿法脱硫单元脱除，但其中还有一部分有机硫没有脱除的特点，通过一级硫转化器将有机硫进行一级加氢转化成无机硫(h2s)、通过一级精脱硫器脱除生成的无机硫(h2s)，二级硫转化器进行二级加氢转化剩余的有机硫为无机硫(h2s)、通过二级精脱硫器将其脱除，使焦炉气中的总硫脱至≤0.1ppm。最后再通过超精净化器进一步处理，使出口焦炉气中的总硫脱至＜0.02ppm。
13.本实用新型精净化系统的具体过程如下：
14.焦化装置来的焦炉气，首先进入螺杆压缩单元压缩到0.5～0.7mpa，在螺杆压缩单元的作用下脱除一部分萘和焦油；然后进入脱水脱油脱萘单元，脱除焦炉气中剩余的游离水、萘和焦油；再进入脱氧预加氢单元，使焦炉气中的氧基本脱除、同时大部分有机硫预加氢转化成h2s；进入湿法脱硫单元，脱除焦炉气中的h2s；经过精密过滤后进入离心压缩单元，将焦炉气压缩到2.0～6.0mpa；进入脱苯脱氨单元，采用变温吸附(tsa)技术脱除焦炉气中的苯和氨；进入加氢精脱硫单元，通过两级加氢转化、两级精脱硫及超精净化将焦炉气中的硫化物彻底脱除干净。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型净化系统先用螺杆压缩单元将粗焦炉气从2～4kpa压缩至约0.5～0.7mpa，解决了往复压缩机经常堵塞和离心压缩机不能使用的问题；在这个压力下进行脱水脱油脱萘、脱氧预加氢和湿法脱硫，可以使设备设计合理及省去湿法脱硫的富液泵；在螺杆压缩后进行脱氧预加氢和湿法脱硫，使大部分有机硫加氢转化成h2s、采用湿式氧化法将其转化为单质硫脱除，可以节约采用干法精脱硫剂的昂贵费用。
17.螺杆压缩单元和离心压缩单元配合使用，解决了往复压缩机经常检修需要备机的问题；螺杆压缩单元和离心压缩单元都不用设置备机，可以节约设备投资、占地及操作管理费用，对大气量的系统尤其适用。
附图说明
18.图1为本实用新型焦炉气分段压缩、干湿法脱硫结合的精净化系统。
具体实施方式
19.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
21.实施例1
22.本实施例的一种焦炉气分段压缩、干湿法脱硫结合的精净化系统流程如下：
23.以105000nm3/h焦炉气精净化系统为例，焦炉气组成如下表1所示：
24.表1
25.组分coco2o2ch4h2n2c
n
h
m
合计含量(％)6.202.200.6026.0058.004.502.50100.00
26.杂质含量如下表2所示：
27.表2
28.组分h2s有机硫萘焦油 尘nh3b.t.x(苯)hcn含量(mg/nm3)≤20≤200≤300≤50≤50≤3000≤100
29.焦化装置来的2～4kpa、105000nm3/h焦炉气，首先进入螺杆压缩单元，通过三台喷水螺杆压缩机将焦炉气压缩到0.6mpa，喷水螺杆压缩机采用一级压缩，由汽轮机拖动、不设备机。喷水螺杆压缩机的循环喷水抽出一部分去污水处理单元处理。
30.压缩焦炉气后去脱水脱油脱萘系统。
31.经螺杆压缩机加压后的焦炉气，首先经气水分离器分离焦炉气中的水份，然后进入两开一备并联使用的精脱油器，再进入两开一备并联使用的精脱萘器，除去前面系统没有分离干净的水份、油及萘，脱水脱油脱萘后焦炉气中：焦油 尘≤1mg/nm3，萘≤1mg/nm3，去脱氧预加氢单元。吸附饱和的精脱油器和精脱萘器，用蒸汽吹扫再生，再生废水去污水处理单元处理。
32.脱氧预加氢单元由预转化换热器、预转化加热器、硫预转化器、预转化冷却器、气液分离器组成。经过脱水脱油脱萘的焦炉气进入预转化换热器，与硫预转化器出口的高温焦炉气换热，并经预转化加热器加热后进入硫预转化器，在150℃条件下将≥70％的有机硫预加氢转化成h2s，并脱除其中的o2，此时焦炉气中h2s为160mg/nm3、有机硫为60mg/nm3。从硫预转化器出来的气体经过两级预转化冷却器换热降温至40℃，经气液分离器分离后进入湿法脱硫单元。
33.脱氧预加氢单元来的焦炉气从脱硫塔的下部进入，与塔顶喷淋而下的脱硫液逆流接触，焦炉气中的h2s被脱除至≤20mg/nm3。脱硫塔底部出来的脱硫富液经塔釜液位调节进入再生槽，通过喷射器自吸空气使脱硫富液中的不稳定硫化物与氧气反应生成单质硫，同时使脱硫液得以再生；在再生槽脱硫液中的单质硫以硫泡沫的形式悬浮出来，再生好的脱硫贫液由贫液泵升压后送至脱硫塔循环使用。硫泡沫经离心分离、熔硫后，得到硫磺副产品约14kg/h。
34.湿法脱硫后的焦炉气先进入精密过滤器，除去气体中夹带的液滴、粉尘后进入离心压缩单元，通过离心压缩机将焦炉气由0.4mpa加压至3.8mpa，压缩后的焦炉气冷却至≤40℃送往脱苯脱氨单元。离心压缩机采用四段15级叶轮、两缸布置，由汽轮机拖动、不设备
机。
35.3.8mpa、≤40℃的焦炉气进入由六个吸附塔组成的脱苯脱氨单元，利用变温吸附(tsa)对焦炉气中的苯和氨予以脱除，脱苯脱氨后焦炉气中的苯≤10ppm、氨≤10ppm。变温吸附(tsa)采用六塔流程，两塔吸附、两塔加热再生、两塔冷吹降温，利用深冷分离出的氮氢尾气作为再生的气源，再生气通过蒸汽加热后对吸附塔进行吹扫加热使吸附剂得以再生，然后冷吹降温使吸附剂恢复吸附能力，六个塔轮流依次循环使用，整个过程连续进行。
36.由脱苯脱氨单元来的焦炉气，进入一级精脱硫换热器，与一级精脱硫器出口的高温气体换热升温后进入二级精脱硫换热器，与二级精脱硫器出口的高温气体换热到350℃进入一级硫转化器。在一级硫转化器中，绝大部分的有机硫加氢转化成h2s，然后进入一级精脱硫器，将h2s脱至0.1mg/nm3后，换热降温到300℃进入二级硫转化器，将剩余的有机硫加氢转化成h2s后，进入二级精脱硫器将h2s脱至0.1mg/nm3，换热降温到190℃进入超精净化器，进一步脱除气体中的硫化物，保证出口总硫含量小于0.02ppm后进入甲烷化工序。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。