[發明專利]一種煤氣制硫、制氫、制低硫解吸氣組合方法

有效

• 申請號: 201110038400.8
• 申請日: 2011-02-08
• 公開（公告）號: CN102180444A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 何巨堂
• 申請（專利權）人: 何巨堂
• 主分類號: C01B3/56
• 分類號: C01B3/56;C01B17/04;C10K1/32;C10K1/08;C10K1/00
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技術領域

本發明涉及一種煤氣制硫、制氫、制低硫解吸氣組合方法，將荒煤氣“PDS+栲膠”濕法粗脫硫化氫、荒煤氣一氧化碳變化、變換反應流出物兩步法變壓吸附分離、第一解吸氣濕法脫硫化氫多個過程集成在一起，可達到高效制氫、燃料氣深度脫總硫和氣體高效脫硫化氫的綜合效果。

背景技術

眾所周知，煤炭化制取焦炭過程產生煤氣，所述煤氣可以是內熱式(直接加熱方式)操作的煤炭化制取半焦(蘭炭)過程產生的含有大量氮氣的荒煤氣，所述煤氣也可以是外熱式(間接加熱方式)操作的煤干餾制取半焦(蘭炭)過程產生煤干餾氣，由于加熱方式不同以及煤組成、蘭炭產品指標和煤熱解溫度在一定范圍內變化，煤氣組成也在一定范圍內變化。即使是同一個煤熱解裝置，由于固有的進料不穩定特點，其產生的煤氣的組分濃度也會在一定范圍內波動。典型的荒煤氣組成見表1、表2。典型的煤干餾制取半焦(蘭炭)過程產生的煤干餾氣體積組成是：42.30％的H₂、28.36％的CH₄、2.20％的C₂H₆、0.62％的C₂H₄、0.28％的C₃H₈、4.34％的CO₂、18.59％的CO、1.88％的N₂、0.55％的O₂、0.18％的H₂S和0.70％的其它組分。

本發明所述煤氣，主要指的是來自上述過程的煤氣，當然也可以是其它過程產生的煤氣。本發明所述荒煤氣，通常是指煤熱解過程或其它過程產生的含有硫化氫、氫氣、一氧化碳、常規氣體烴的氣體，本發明所述荒煤氣通常還含有其它組分比如氧氣、氮氣、二氧化碳、焦油組分中的一個或幾個或全部，其溫度通常為常溫、壓力為微正壓。

近年來，隨著原油價格的一路攀升，成品油價格也一路攀升，煤焦油餾分油加氫改質轉化為成品油替代品的行業正逐步興起，煤焦油餾分油加氫改質裝置的建設套數、原料油加工規模正處于上升歷史階段，裝置地域分布廣度正逐步擴大。煤焦油餾分油加氫改質過程氫氣耗量巨大，而煤氣制氫工藝可以提供廉價氫源，因此，選用合適的煤源，建設蘭炭(半焦)裝置，聯產煤焦油和煤氣，進行煤焦油深加工，可以建設完整的產業鏈，實現資源綜合利用。其中存在一個全廠總流程最優化概念下荒煤氣綜合利用課題，包含以下子課題：

①全廠氫平衡即煤氣制氫(涉及變換原料氣硫化氫含量控制、解吸氣硫化氫含量控制)；

②燃料氣煙氣硫排放控制即制備低硫燃料氣(涉及脫硫化氫效率、深度、經濟性控制)；

③二氧化碳法酚鈉分解制粗酚及制備二氧化碳氣源(涉及廉價氣源)；

④硫化氫轉化為終端產品(比如硫磺、硫氨)問題。

由于煤焦油餾分油加氫改質過程氫氣耗量巨大，采用煤氣制氫工藝時，由于目前尚無經濟的煤氣極深度脫總硫(無機硫和有機硫)技術，凈化煤氣中必然存在一定數量的總硫，因此通常一氧化碳變換過程選擇耐硫變換工藝即使用耐硫型一氧化碳變換催化劑。為了保證耐硫型一氧化碳變換催化劑的反應活性，反應氣流(變換原料氣)中的硫化氫體積濃度必須維持在一個合理高的水平(不宜低于100PPm、通常高于200PPm、一般高于300PPm)。為了延長一氧化碳變換催化劑壽命、提高PSA變壓吸附提氫吸附劑效率等目的，進入變換過程的反應器之前，需要將荒煤氣中的焦油等雜質脫除；為了延長一氧化碳變換催化劑壽命等目的，一氧化碳變換反應前通常安排有機硫催化加氫轉化，在催化劑存在條件下將大部分有機硫加氫轉化為硫化氫；為了控制產品氫氣氧含量和控制變換過程催化劑床層溫升，一氧化碳變換反應前通常完成可能存在的氧氣的脫除；為了提高氫氣產率，多數場合需要變換荒煤氣中一氧化碳造氫；經此過程得到的變換反應流出物通常經冷凝冷卻脫水后用作變壓吸附提氫原料氣F，典型的原料氣F的體積含量見表1、表2，含有氫氣、水和硫化氫，具有無塵、有機硫含量低、二氧化碳濃度高、炭三及其更多炭數烴含量低的特點，對于荒煤氣還具有氮氣含量高的特點。