CN102061197B

CN102061197B - 一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法及其专用装置

Info

Publication number: CN102061197B
Application number: CN2011100255825A
Authority: CN
Inventors: 袁长胜; 崔平; 张超群
Original assignee: JIANGSU ZHONGXIAN GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU ZHONGXIAN GROUP CO Ltd
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-01-24
Also published as: CN102061197A

Abstract

本发明公开了一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法及其专用装置。该方法包括脱硫方法和脱氨方法，焦炉煤气脱硫采用湿式催化氧化法，脱氨采用水洗法；焦炉煤气脱硫前先进行冷却洗萘，接着脱硫，脱硫后进行水洗法脱氨和蒸氨；脱硫所消耗的氨来源于煤气和蒸氨产生的氨。该专用装置包括依次连接的油洗萘预冷塔、脱硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔。本发明的联合工艺具有高效，节能，较低投资，较低操作费用特点。浓氨水循环过程具有吸收和脱除硫化氢的功能。这种脱硫脱氨联合工艺具有两次脱硫作用。另外，本发明工艺采用的煤气洗萘预冷塔是具有洗萘和冷却煤气功能，而且洗萘采用喷洒吸收和液膜吸收和冷却相结合的形式，提高洗萘和预冷效果。

Description

一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法及其专用装置

技术领域

本发明涉及一种焦炉煤气的净化方法及其专用装置，尤其涉及一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法及其专用装置。

背景技术

目前，焦炉煤气的主要用途包括作为炉窰加热燃料和作为化工合成气原料来使用。当作为炉窰燃料使用时，要求H₂S含量不得超过200mg/m³；当作为化工合成气原料使用时，要求H₂S含量不得超过0.1mg/m³；因此，焦炉煤气要采用脱硫工艺进行脱硫处理后才能使用。在上世纪80年代以前，国内建设的焦化厂都没有煤气脱硫装置，上世纪80年代初至今，国内大多数焦化厂都在建厂时同步建设或以后补建了脱硫工艺***。

焦化厂脱硫工艺方法，无论是引进的国外工艺技术，还是国内开发的工艺技术，共同的特点是：采用以氨为碱源的催化氧化法脱硫工艺与化学吸收法脱氨工艺相结合，一起使用。如宝钢煤气精制厂的FRC脱硫工艺和磷铵法脱氨生产无水氨工艺相联接；T－H脱硫工艺与饱和器法硫铵生产工艺相联接；国内开发的HPF脱硫工艺全部都是与饱和器法生产硫铵工艺相联接。有的脱硫工艺与硫铵生产相结合不仅合理而且具有互补性，如T－H法与硫铵生产工艺结合；FRC脱硫工艺与磷铵法生产无水氨工艺结合。但其他结合的工艺方法就不具有合理的互补特征了。如有的地区土壤属酸性地质，不宜采用硫铵化肥。然而，HPF脱硫工艺和其他真空碳酸钾法，索尔费班法脱硫都是和化学吸收法脱氨（如硫铵生产或无水氨生产工艺）相结合。这种捆绑式的联合工艺方法的缺点，使得焦化厂不能自主地选择产品方案，易造成产品与市场相背离。另外，硫铵产品在农用化肥中不属优质化肥，含氮量不超过21.21％。其他部分为无用的酸性物质部分。所以生产成本高，工艺电动机械总装机容量大，硫酸消耗量大，装置材质要求采用耐腐材质。工程建设费用较大。

总之，采用催化氧化法脱硫与硫铵生产相结合工艺，其优点是脱硫效率高，脱氨效率高。但该组合方式的缺点是硫铵生产成本高，而且产品市场受地区特点限制。另外，氨法脱硫要将煤气冷却到30℃以下进行吸收操作，而脱硫操作后又要将煤气加热到65～70℃后进入硫铵生产装置。硫铵生产装置后，煤气温度上升。在进入吸苯塔前又要求将煤气进行终冷。因此，该工艺组合方式的能源利用不合理。能耗高是最大的缺点。

现代焦化企业对煤气净化工艺要求是，具有高效，节能，低成本，高效益，短流程等优点。

国内近年引进的AS脱硫工艺。具有较合理的能源利用特点，全负压工艺流程不需要设中间冷却和最终冷却。正压工艺流程只设一次终冷。但是，AS脱硫工艺的主要缺点是脱硫效率较催化氧化法低，只有催化氧化法的75％～80％。要达到相同的脱硫效率，往往需要进行多次脱硫处理才能达到要求。AS脱硫法显然不经济。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法，以实现将高效的催化氧化法脱硫装置与循环吸法的水洗氨装置相联合，组成高效，节能，低耗的新工艺。本发明的另一目的是提供这种方法的专用装置。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法，其特征在于：包括脱硫方法和脱氨方法，焦炉煤气脱硫采用湿式催化氧化法，脱氨采用水洗法；焦炉煤气脱硫前先进行冷却洗萘，接着脱硫，脱硫后进行水洗脱氨和蒸氨；脱硫所消耗的氨来源于煤气和蒸氨产生的氨。

所述的冷却洗萘包括油洗和水冷却两段，油洗包括油冷却和油洗萘，水冷却为煤气水直冷。所述的冷却洗萘操作温度控制在33～35℃以下。

一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法的专用装置，包括依次连接的油洗萘预冷塔、脱硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔；在所述的油洗萘预冷塔上设置有预冷循环氨水冷却器；在所述的水洗氨塔上设置有循环富氨水冷却器、循环半富氨水冷却器和洗氨汽提水冷却器；在所述的蒸氨塔的顶端出口设置有浓氨汽冷凝冷却器，在所述的浓氨汽冷凝冷却器上设有浓氨水（汽）管路与脱硫塔相通；在所述的水洗氨塔和蒸氨塔连接管路上设置有贫/富氨水换热器。

所述的油洗萘预冷塔由立管式间接冷却器和直冷喷洒器构成；洗油在冷却的同时进行洗涤煤气萘；油气接触方式为空喷式、填料式或液膜式。

所述的立管式间接冷却器的间冷式立管为园形管或方形管。

所述的蒸氨塔为挥发性氨蒸馏塔。从挥发性氨蒸馏塔排出的蒸氨废水含氨量为0.05％以下，部分蒸氨废水循环返回洗氨塔。

本发明的焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法是一种以氨为碱源的催化氧化法脱硫和以水洗法吸氨相联合的新工艺。本发明的新工艺使两种工艺互补性强，合理配置脱硫***氨浓度，提高脱硫效率；洗氨前除去煤气中酸性气体杂质，使洗氨设备耐蚀性增强，富氨水蒸馏时可省去酸气分解器。本发明的一种新工艺组合流程可以置于全负压***，也可以置于正侧。置于全负压***中时，只设一次初冷，置于正压侧时，只设一次终冷取出风机压缩热。

本发明的焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法的专用装置，在脱硫塔前设置“煤气油洗萘－水预冷塔”，用循环洗油将煤气夹带的焦油、萘清除干净；然后将煤气用循环稀氨水直接冷却到工艺要求温度，这个温度设定为30℃。循环稀氨水的冷却用低温水冷却器冷却。预冷后的煤气进入脱硫塔用循环脱硫液进行脱硫，煤气脱硫采用催化氧化法，以焦化氨为碱源。氨源来自焦化厂自产的煤气、浓氨水、剩余氨水。脱硫后的煤气进入洗氨塔用稀氨水或软水吸收氨。洗氨塔后煤气直接进入粗苯吸收塔。吸氨后的富氨水送去氨蒸馏塔蒸馏，得浓氨水或浓氨汽，部分补充入循环脱硫液，其余部分可与氨分解工艺联合，或与无水氨工艺联合，或与饱和器硫铵生产工艺联合。可依据市场和产品方案选择后续联合工艺。氨蒸馏塔后的废水部分补充洗氨塔作洗氨水，剩余部分排向生化污水处理***。

脱硫再生可以是两塔式工艺，可以是一塔一槽式工艺，也可以是一塔式工艺。

洗氨可采用一个塔三段洗氨，也可以采用两塔五段洗氨。以一塔三段式洗氨为例，最先与煤气接触洗氨的循环富氨水在循环中分出部分富氨水送去蒸氨塔作蒸氨原料富氨水。洗氨塔第二段循环氨水是半富氨水，在循环中分出部分半富氨水作为第一段的补充洗氨水。煤气离开洗氨塔前用来自蒸氨塔的蒸氨废水作最后一级洗氨水，保证塔后煤气含氨量小于0.03g/m3。这三级循环洗氨水在循环中经过4个低温水冷却器冷却。

采用催化氧化法脱硫和水洗氨相结合，脱硫工艺高效率，煤气含酸性气体少，对洗氨塔腐蚀性变弱，脱硫塔可采用碳钢材质。另外，洗氨循环氨水氨含量在3～9g/l之间，对煤气中硫化氢具有吸收能力，脱硫塔后煤气残留的硫化氢在洗氨过程中被部分吸收。因此相当于两次脱硫，即经过催化氧化脱硫和氨水循环脱硫。如果采用催化氧化法三级脱硫，煤气硫化氢从7000mg/m³降到20mg/m³，脱硫效率达到99.7％。然后在水洗氨过程中又将硫化氢脱去40％，则煤气最终含硫化氢量将小于12mg/m³。因此本发明工艺组合特别适合于焦炉煤氨终端用于制造合成气生产甲醇的焦化煤气净化***。

有益效果：与现有技术相比，本发明的主要贡献有：将高效的催化氧化法脱硫装置与循环吸法的水洗氨装置相联合，组成高效，节能，低耗的新工艺。对于含硫化氢量高而含氨量低的煤气净化具有可供最佳选择的方案。水洗氨前预先除去硫化物和氰化物，减轻了富氨水中的固定铵量，减少固定铵分解反应的碱耗量。从根本上克服传统的水洗氨－浓氨水工艺和AS循环氨水脱硫工艺长期以来存在蒸氨汽析出硫磺，硫和氰的盐类堵塞管路和设备。以及在分解固定铵时增加碱量消耗。水洗氨塔前不单独设煤气终冷塔（段），在洗氨塔下段同时具有洗氨和终冷作用。这不同于正压AS氨水脱硫工艺的终冷，也不同于传统的水洗氨工艺的终冷。后两种工艺的终冷循环冷却水同时溶解氨和酸性气体，终冷水排向机械化澄清槽。而本发明的新工艺采用终冷水作富氨水送蒸馏加工。

附图说明

附图是本发明的专用装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释。

实施例1

一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法，包括脱硫方法和脱氨方法，焦炉煤气脱硫采用湿式催化氧化法，脱氨采用水洗法；焦炉煤气脱硫前先进行冷却洗萘，接着脱硫，脱硫后进行水洗脱氨和蒸氨；脱硫所消耗的氨来源于煤气和蒸氨产生的氨。所述的冷却洗萘包括油洗和水冷却两段，油洗包括油冷却和油洗萘，水冷却为煤气水直冷。所述的冷却洗萘操作温度控制在33～35℃以下。

实施例2

如图1所示，为本发明的焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法的专用装置。该专用装置包括依次连接的油洗萘预冷塔1、脱硫塔2、水洗氨塔3和蒸氨塔4；在油洗萘预冷塔1上设置有预冷循环氨水冷却器5；在水洗氨塔3上设置有循环富氨水冷却器6、循环半富氨水冷却器7和洗氨汽提水冷却器8；在蒸氨塔4的顶端出口设置有浓氨汽冷凝冷却器9，在浓氨汽冷凝冷却器9上设有浓氨水或浓氨汽管路与脱硫塔2相通；在水洗氨塔3和蒸氨塔4连接管路上设置有贫/富氨水换热器10。

油洗萘预冷塔1由立管式间接冷却器和直冷喷洒器构成；洗油在冷却的同时进行洗涤煤气萘；油气接触方式为空喷式、填料式或液膜式。立管式间接冷却器的间冷式立管为圆形管或方形管。

在脱硫塔2前设置油洗萘预冷塔1，用循环洗油18将煤气11夹带的焦油、萘清除干净；然后将煤气11用循环稀氨水17直接冷却到工艺要求温度。循环稀氨水17的冷却用低温水冷却器5冷却。预冷后的煤气11进入脱硫塔2用循环脱硫液12进行脱硫，煤气11脱硫采用催化氧化法，以焦化氨为碱源。氨源来自焦化厂自产的煤气、浓氨水、剩余氨水。脱硫后的煤气11进入水洗氨塔3用稀氨水15或软水14吸收氨。水洗氨塔3排出的煤气11直接进入粗苯吸收塔。吸氨后的富氨水20送去蒸氨塔4蒸馏，得浓氨水或浓氨汽16，部分补充入循环脱硫液，其余部分可与氨分解工艺联合，或与无水氨工艺联合，或与饱和器硫铵生产工艺联合，可依据市场和产品方案选择后续联合工艺。蒸氨塔4后的废水13部分补充水洗氨塔3作洗氨水，剩余部分排向生化污水处理***。

洗氨可采用一个塔三段洗氨，也可以采用两塔五段洗氨。以一塔三段式洗氨为例，最先与煤气接触洗氨的循环富氨水15在循环中分出部分富氨水20送去蒸氨塔4作蒸氨原料富氨水。水洗氨塔3第二段循环氨水是半富氨水14，在循环中分出部分半富氨水作为第一段的补充洗氨水。煤气11离开水洗氨塔3前用来自蒸氨塔4的蒸氨废水13作最后一级洗氨水，保证塔后煤气含氨量小于0.03g/m3。这三级循环洗氨水在循环中经过循环富氨水冷却器6、循环半富氨水冷却器7和洗氨汽提水冷却器8和贫/富氨水换热器10进行冷却。

Claims

1.一种焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法的专用装置，所述的焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法：包括脱硫方法和脱氨方法，焦炉煤气脱硫采用湿式催化氧化法，脱氨采用水洗法；焦炉煤气脱硫前先进行冷却洗萘，接着脱硫，脱硫后进行水洗脱氨和蒸氨；脱硫所消耗的氨来源于煤气和蒸氨产生的氨；其特征在于：所述的专用装置包括依次连接的油洗萘预冷塔、脱硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔；在所述的油洗萘预冷塔上设置有预冷循环氨水冷却器；在所述的水洗氨塔上设置有循环富氨水冷却器、循环半富氨水冷却器和洗氨汽提水冷却器；在所述的蒸氨塔的顶端出口设置有浓氨汽冷凝冷却器，在所述的浓氨汽冷凝冷却器上设有浓氨水或浓氨汽管路与脱硫塔相通；在所述的水洗氨塔和蒸氨塔连接管路上设置有贫/富氨水换热器；

所述的油洗萘预冷塔由立管式间接冷却器和直冷喷洒器构成；洗油在冷却的同时进行洗涤煤气萘；油气接触方式为空喷式、填料式或液膜式；

所述的蒸氨塔为挥发性氨蒸馏塔。

2.根据权利要求1所述的焦炉煤气脱硫脱氨联合的净化方法的专用装置，其特征在于：所述的立管式间接冷却器的间冷式立管为圆形管或方形管。