[發明專利]荒煤氣制氫的低壓耐硫變換和專有吸附劑排惰技術

有效

• 申請號: 201711414548.0
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108117047B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 房廣信;金振鐸;吳均布;商德民
• 申請（專利權）人: 新疆宣力環保能源有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 付登云

本發明涉及一種荒煤氣制氫的低壓耐硫變換和專有吸附劑排惰技術，先將荒煤氣依次進行焦油脫除、脫硫、脫水、加氫脫氧脫毒處理，再進行兩段CO耐硫變換，以將荒煤氣中的CO變換生成氫氣，得到含氫氣和其他雜質氣體的變換氣，之后將變換氣先進行第一段PSA分離以脫除變換氣中的烴類、CO、CO₂、CH₄、H₂S，再進行第二段PSA分離以脫除氮氣直接放空排惰，最終獲得純度高達99.9％的氫氣。此外，本發明技術還充分利用荒煤氣被壓縮的熱量，荒煤氣壓縮后溫度自行升高，再經冷卻降溫后實現脫水；并利用兩段CO耐硫變換釋放的熱量對所述脫水后荒煤氣進行換熱升溫后，再進行所述脫氧脫毒處理，從而無需另外設置加熱裝置，降低成本。

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，具體涉及一種荒煤氣制氫的低壓耐硫變換和專有吸附劑排惰技術。

背景技術

能源是人類生存、經濟發展和社會活動所不可缺少的保障，雖然石油、煤和天然氣等礦物燃料至今依然是主要能源，但是由于其自身的不可再生性以及所面臨的環境壓力，尋求和開發清潔可再生能源得到了人們的極大關注。氫氣由于具有高熱值、無污染等特點，被認為是未來的理想能源。目前世界上技術成熟且可規模化生產的制氫方法主要是水電解制氫和化石燃料制氫，但是前者存在能耗高的缺點，后者也面臨著能源儲備和環境污染的雙重壓力。綜合我國的資源狀況和特點，利用焦化過程產生的副產品—焦爐荒煤氣進行制氫是近中期最有可能實現大規模經濟制氫的途徑之一。

蘭炭生產的副產荒煤氣經鼓冷、電捕焦油處理后，其主要組分為氫氣(28％-30％)、一氧化碳(9％-10％)、二氧化碳(9％-11％)、氮氣(0.7％)以及含硫化合物(約1000-5000mg/Nm³)、焦油、萘等。荒煤氣中的氫及一氧化碳的總量達40％以上，具有較高的經濟價值。近年來，隨著原油及成品油價格的不斷攀升，煤焦油加氫制清潔燃料產業逐步興起，相關項目數量不斷增長，項目規模逐步擴大。煤焦油加氫反應需要消耗大量氫氣，以荒煤氣為原料采用變壓吸附(PSA)工藝制取氫氣，對煤焦油進行深加工以提高油品的品質。該法不但提高了油品的經濟價值，而且回收了荒煤氣中的氫氣組分，從而在一定程度上提高了煤炭綜合利用的水平。但荒煤氣提氫后剩余的解吸氣通常直接送至火炬裝置燃燒排放，由于解吸氣中仍含有原含量20％氫氣，并含有一定量的一氧化碳及二氧化碳，這就造成了資源的浪費，并且增加了排碳量。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種荒煤氣制氫的低壓耐硫變換和專有吸附劑排惰技術。本發明所述技術從荒煤氣不止于制氫提氫技術，還排除了荒氣中H₂S和N₂，不僅提取了氫氣作為煉油化工的重要原料，還使提氫、脫硫、去氮后的荒煤氣剩余部分變成了優質燃料。

本發明所采用的技術方案為：

一種荒煤氣制氫的低壓耐硫變換和專有吸附劑排惰技術，包括如下步驟：

(1)將荒煤氣進行焦油脫除，得到凈化后荒煤氣；

(2)將所述凈化后荒煤氣進行脫硫，得到脫硫后荒煤氣；

(3)將所述脫硫后荒煤氣進行壓縮脫水，得到脫水后荒煤氣；

(4)將所述脫水后荒煤氣進行脫氧脫毒處理，得到脫氧脫毒后荒煤氣；

(5)將所述脫氧脫毒后荒煤氣進行兩段耐硫變換反應，得到變換氣；

(6)將所述變換氣進行第一段PSA分離，以脫除烴類、CO、CO₂、CH₄、H₂S；

(7)將經過第一段PSA分離后的變換氣通入第二段PSA分離，以脫除氮氣，即得氫氣。

步驟(1)中，先利用電撲脫除焦油，再利用變溫吸附脫除焦油；所述凈化后荒煤氣中焦油的濃度低于1mg/Nm³。