[發明專利]低氫氣低硫高一氧化碳礦爐尾氣分離提純一氧化碳與氫氣的工藝

在審

• 申請號: 201910069150.0
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109592639A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 王煊;賀鑫平;許珂;山秀麗;周敬林;吳艷;余濤;張連華;惠櫻花
• 申請（專利權）人: 華陸工程科技有限責任公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50;C01B3/58;C01B32/40;C01B3/16;C01B3/52
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

1.一種低氫氣低硫高一氧化碳礦爐尾氣分離提純一氧化碳與氫氣的工藝，其特征在于包括如下步驟：

步驟一、原料氣預處理：將低H₂低S高CO礦爐尾氣經第一原料氣壓縮機(1)壓縮至一定的壓力，然后經過預處理單元(2)脫除礦爐尾氣中含有的少量焦油、萘、苯等雜質；

步驟二、原料氣凈化：將預處理后的礦爐尾氣經第二原料氣壓縮機(3)再次壓縮至一定的壓力，然后經過凈化塔(4)脫除礦爐尾氣中氯、氟等微量雜質；

步驟三、原料氣脫氧：將凈化后礦爐尾氣送入脫氧爐(5)脫除礦爐尾氣中的氧，為保證脫氧效果，設置了補氫措施，補氫氣源是步驟六中的H₂產品氣、置換尾氣的任意一股或者兩股混合；

步驟四、原料氣變換及加氫：將脫氧后的礦爐尾氣送入依次相連的控溫變換爐(6)、加氫反應器(7)、變換氣冷卻單元(8)，將部分CO與水蒸氣反應變換生產H₂和CO₂；其中控溫變換爐(6)裝填高壓Co-Mo系寬溫耐硫變換催化劑，加氫反應器(7)裝填加氫催化劑，為避免寬溫耐硫變換催化劑反硫化，需要設置補硫措施，補硫氣源為步驟五中富H₂S酸性氣；為避免高CO變換超溫，變換采用控溫變換爐(6)；

步驟五、脫硫脫碳：變換后的礦爐尾氣進入脫硫脫碳系統(14)，脫除變換礦爐尾氣中的二氧化碳、硫化氫、羰基硫，其中脫除后的CO₂尾氣排至大氣，富H₂S酸性氣一部分送至硫磺回收，一部分返回至步驟一為步驟四補硫；

步驟六、CO/H₂分離提純：將脫硫脫碳后的礦爐尾氣送入CO/H₂分離提純單元，實現CO、H₂和其他組成的分離，其中H₂產品氣一部分作為H₂產品氣送至界外，一部分為送至步驟二為步驟三補氫，置換尾氣送至步驟一為步驟三補氫。

2.根據權利要求1所述的一種低氫氣低硫高一氧化碳礦爐尾氣分離提純一氧化碳與氫氣的工藝，其特征在于步驟一中，第一原料氣壓縮機(1)出口壓力為0.1～2.0MPa；步驟二中，第二原料氣壓縮機(3)出口壓力為1.0～5.0MPa。

3.根據權利要求1所述的一種低氫氣低硫高一氧化碳礦爐尾氣分離提純一氧化碳與氫氣的工藝，其特征在于步驟二中進凈化塔(4)的溫度為30-300℃；步驟三中，出脫氧爐(5)的溫度為200-350℃。

4.根據權利要求1所述的一種低氫氣低硫高一氧化碳礦爐尾氣分離提純一氧化碳與氫氣的工藝，其特征在于步驟三中，進脫氧爐(5)礦爐尾氣的H₂/O₂摩爾比>2。

5.根據權利要求1所述的一種低氫氣低硫高一氧化碳礦爐尾氣分離提純一氧化碳與氫氣的工藝，其特征在于步驟四中，控溫變換爐(6)包含移熱段和絕熱段，移熱段設有移熱管和外置汽包，汽包所副產蒸汽規格為1.0-5.0MPa飽和蒸汽；進控溫變換爐(6)的礦爐尾氣中水氣摩爾比為0.2-1.0；控溫變換爐(6)出口氣體組成中CO濃度為0.5-60mol％；進加氫反應器(7)的礦爐尾氣溫度為300-400℃；礦爐尾氣中S含量要求為≥30mg/Nm³。

6.根據權利要求1所述的一種低氫氣低硫高一氧化碳礦爐尾氣分離提純一氧化碳與氫氣的工藝，其特征在于步驟五中，脫硫脫碳系統(14)包括原料氣吸收單元、降壓單元、氮氣氣提單元、熱再生解吸單元，來自變換氣冷卻單元(8)的變換礦爐尾氣，經過降溫后進入原料氣吸收單元，依次吸收變換氣中的硫和CO₂，得到凈化礦爐尾氣，含硫富甲醇和無硫富甲醇經過降壓、氮氣氣提、熱再生解吸，最終得到閃蒸氣、CO₂尾氣、富H₂S酸性氣，其中CO₂尾氣排至大氣，富H₂S酸性氣一部分返回步驟一為步驟四補硫，一部分送至硫回收單元，得到產品硫磺。