吸收凈化與吸附凈化相結合的煤氣凈化工藝方法
【專利摘要】本發明公開了一種吸收凈化與吸附凈化相結合的煤氣凈化工藝方法，以變換脫硫氣作為原料氣，一部分進入吸收凈化系統，低溫甲醇洗脫碳、液氮洗脫除CH4和微量CO，配成氨合成氣或醇合成氣；另一部分送至變壓吸附凈化裝置，選擇性脫除CO2、CO、CH4及惰性氣體，得到濃度大于99%的純氫氣；富含CH4的解析氣經甲烷蒸汽轉化/CO變換裝置轉化變換后，再循環至低溫甲醇洗脫碳塔或變壓吸附脫碳裝置。本發明方法將濕法吸收凈化工藝與干法變壓吸附凈化工藝有機組合，在保證氨（醇）合成氣凈化的同時，得到高純度的商品氫氣，并回收利用解吸氣中的有效成分甲烷，減少了有效氣體氫的損失。
【專利說明】吸收凈化與吸附凈化相結合的煤氣凈化工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤加壓氣化制氣的原料氣凈化方法，特別是涉及一種吸收凈化與吸附凈化相結合的煤氣凈化工藝方法。
【背景技術】
[0002]現代煤氣化以富氧加壓連續氣化為主，其粗煤氣先通過耐硫變換再進行凈化處理，并且以空分、低溫甲醇洗+液氮洗的配合最為合理，這種流程在煤制合成氨和煤制甲醇中廣泛應用。
[0003]隨著煤化工大型化步伐的推進，以煤氣化為龍頭，產品向有機化工領域延伸的趨勢已經顯現，對氫氣的純度要求高、需求量大，為滿足合成氨(甲醇)生產和有機化工加氫的需要，要求對凈化工藝進行優化配置，氨(醇)氫結合的凈化工藝需要進一步開發。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是提供一種既能滿足氨合成(含甲醇合成)，又能提供純氫氣的吸收凈化和吸附凈化相結合的煤氣凈化工藝方法。
[0005]本發明的煤氣凈化工藝方法是以變換脫硫氣作為原料氣進行凈化的，所述的變換脫硫氣是按照常規方法將煤氣化得到的粗煤氣經耐硫變換裝置變換后，進入低溫甲醇洗裝置的預處理段，進行脫水、脫油、脫除硫化物后得到的變換脫硫氣。
[0006]本發明的煤氣凈化工藝方法將上述變換脫硫氣分成兩路。
[0007]其中一路進入低溫甲醇洗+液氮洗的吸收凈化系統，具體是先進入低溫甲醇洗脫碳塔，用低溫甲醇溶液吸收其中的CO2得到脫碳氣，之后進入液氮洗裝置脫除CH4和微量的CO，配成合格的氨合成氣或醇合成氣。
[0008]另一路則送至包括有變壓吸附脫碳+變壓吸附提氫的變壓吸附凈化裝置，先進入變壓吸附脫碳(PSA-CO2)裝置，再進入變壓吸附提氫(PSA-H2)裝置，通過不同吸附劑選擇性脫除C02、C0、CH4及惰性氣體，得到濃度大于99%的純氫氣。得到的氫氣既可以作有機化工的原料，也可以通過外配氮氣作為氨合成的原料。
[0009]其中，由低溫甲醇洗脫碳塔和變壓吸附脫碳裝置產生的解析氣中富含CO2，其解吸氣出口 CO2≥95%(Vot)，可以用作生產下游產品尿素、純堿等的原料，也可以用作制冷劑等。
[0010]由液氮洗裝置和變壓吸附提氫裝置產生的富含CH4的解析氣被送至甲烷蒸汽轉化/CO變換裝置，將甲烷餾份進行轉化變換，制成主要含CO2和H2的原料氣，再循環至低溫甲醇洗脫碳塔或變壓吸附脫碳裝置，將解析氣中甲烷的有效成分氫得以回收，減少有效氣體氫的損失。
[0011]本發明的煤氣凈化工藝方法將濕法吸收凈化工藝與干法變壓吸附凈化工藝進行了有機組合，在保證氨(醇)合成氣凈化的同時，可以得到高純度的商品氫氣，同時設立甲烷蒸汽轉化/CO變換工序，將變壓吸附提氫和液氮洗工序產生的解吸氣中的有效成分甲烷加以回收，減少了有效氣體氫的損失。本發明方法的有益效果具體體現在以下幾方面。[0012]1、將新型干法脫碳變壓吸附工藝與傳統濕法脫碳低溫甲醇洗、液氮洗及甲烷蒸汽轉化工藝進行流程創新組合，相互彌補缺陷，可以達到更好的效果。
[0013]2、既可以凈化合成氨(甲醇)原料氣，同時可以得到高純度的氫氣，為下游有機化工提供原料，這對于調整產品結構是一種有效的方法。
[0014]3、克服了變壓吸附過程有效氣體氫的損失。
[0015]4、適合于多種合成原料氣，如煤焦化產生的焦爐氣、煤熱解提質副產煤氣、加壓變溫連續焦化、煤加壓氣化原料氣、天然氣等的凈化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明煤氣凈化工藝方法的工藝流程圖。【具體實施方式】
[0017]某集團原有30萬噸/年合成氨裝置，氨合成氣的凈化采用低溫甲醇洗脫硫脫碳，然后經液氮洗深冷脫除甲烷餾份和微量CO后，配氮氣得到氨合成氣。
[0018]為了使裝置擴產到45萬噸/年合成氨，將近年來開發應用的變壓吸附工藝與原有的吸收凈化工藝相集成，總目標是不僅提高氫氣收率，還要提高甲烷餾份的品質和收量，實現系統增產50%的目標，同時生產純氫氣供下游生產苯胺。
[0019]具體工藝方法如圖1，來自脫硫裝置的變換脫硫氣，約2/3氣量首先進入低溫甲醇洗脫碳塔脫碳，再送至液氮洗裝置脫除微量的CO和CH4，得到氨合成用氫氮混合氣；另外1/3氣量送至變壓吸附裝置，經過預處理裝置對甲醇和微量硫進行把關，通過不同吸附劑依次選擇性脫除C02、CO、CH4及惰性氣體，得到純氫氣。一部分氫氣配氮后送往氨合成裝置，另一部分氫氣送往苯胺裝置作為生產苯胺的原料。
[0020]變壓吸附提氫后的含高CH4解吸氣和液氮洗深冷分離出的CH4餾份經復熱變為氣體，由壓縮機加壓后送至甲烷蒸汽轉化/CO變換裝置，轉化/變換后氣體成份主要為CO2和H2,約60%返送至低溫甲醇洗脫碳塔中部脫碳，40%送至PSA變壓吸附裝置脫碳提氫。
[0021]以上工藝流程組合的實施，使系統對煤氣混合氣的凈化能力增加50%，原30萬噸/年合成氨裝置成功增產為45萬噸/年，與傳統工藝相比，混合煤氣加工利用生產純H2能力提高50%，并節約了并聯第二套低溫甲醇洗和液氮洗裝置的龐大投資。
【權利要求】
1.吸收凈化與吸附凈化相結合的煤氣凈化工藝方法，以變換脫硫氣作為原料氣進行凈化，其特征是將變換脫硫氣分成兩路，其中一路進入吸收凈化系統，先進入低溫甲醇洗脫碳塔，用低溫甲醇溶液吸收其中的CO2得到脫碳氣，再進入液氮洗裝置脫除CHjP微量的CO，配成合格的氨合成氣或醇合成氣；另一路送至變壓吸附凈化裝置，先進入變壓吸附脫碳裝置，再進入變壓吸附提氫裝置，通過不同吸附劑選擇性脫除C02、CO、CH4及惰性氣體，得到濃度大于99%的純氫氣；由液氮洗裝置和變壓吸附提氫裝置產生的富含CH4的解析氣被送至甲烷蒸汽轉化/CO變換裝置，將甲烷餾份進行轉化變換，制成主要含CO2和H2的原料氣，再循環至低溫甲醇洗脫碳塔或變壓吸附脫碳裝置。
2.根據權利要求1所述的煤氣凈化工藝方法，其特征是將得到的氫氣配氮氣作為氨合成的原料。
【文檔編號】C10K1/32GK103509609SQ201310449832
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】荊宏健, 丁明公, 崔慧峰, 牛國明 申請人:天脊煤化工集團股份有限公司