[發明專利]一種膜式固定床催化劑荒煤氣余熱回收及氫利用上升管

在審

• 申請號: 202110013278.2
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112680241A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 張國杰;葛霖;葛京鵬;葛亮
• 申請（專利權）人: 揚州優為節能科技有限公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;C10B27/00;C10B57/00;C10K1/34
• 代理公司: 常州市夏成專利事務所(普通合伙) 32233
• 代理人: 蔣丹

本發明公開了一種膜式固定床催化劑荒煤氣余熱回收及氫利用上升管，包括上升管的殼體和橋管三通，上升管內為荒煤氣通道，該上升管還包括筒壁保溫層、溫控及余熱回收裝置、防腐陶瓷層、膜式固定床催化劑層；上升管的殼體管壁內層為筒壁保溫層，筒壁保溫層內圈設有為溫控及余熱回收裝置，溫控及余熱回收裝置內通有帶走荒煤氣的余熱的工質；且溫控及余熱回收裝置外層表面附著有防腐陶瓷層，或者附著有防腐陶瓷層及膜式固定床催化劑層合二為一的混合層。本發明使富氫荒煤氣在合適的溫度及催化劑作用下發生定向反應，消除現存焦爐生產過程的技術瓶頸問題，同時提高上升管的可靠性高和穩定性，有利于系統長期穩定、安全運行。

技術領域

本發明涉及煤焦爐領域，具體地涉及一種焦爐節能及其煤氣氫資源利用裝置，尤其適用于焦爐煉焦過程不同熟焦期荒煤氣富氫綜合一種膜式固定床催化劑荒煤氣余熱回收及氫利用上升管。

背景技術

在煉焦工藝中，煉焦煤在焦爐中被隔絕空氣加熱干餾，生成焦炭，同時，產生大量的荒煤氣，焦爐通常是由多個碳化室（爐膛）并列而成，每個碳化室設置有荒煤氣上升管出口，煤在1000±50℃碳化室內煉焦過程中干餾出高達850℃左右的高溫荒煤氣，荒煤氣經過碳化室荒煤氣出口進入上升管組件，經過氨水減溫后進入集氣管。煉焦過程中，荒煤氣的餾出在煉焦過程的不同時間的餾分不同，煉焦前期干餾出的荒煤氣含有大分子煤焦油為主，煉焦后期干餾出的荒煤氣則以輕質小分子煤氣為主要組份，煉焦后期的熟焦期輕質小分子煤氣主要是H2和CH4組成，其中H2占到40～60%。目前，這部分煤氣中的氫氣基本上是制成煤氣，作為燃料燒掉了，氫是重要的化工資源，可以作為加氫反應原料輕質化大分子煤焦油。煉焦過程的后期產生荒煤氣的煤氣中富氫，且溫度很高，也就有很高的化學活性。焦爐需要控制炭化室頂部空間里的荒煤氣溫度（爐頂空間溫度控制），根據《焦爐技術管理規程》規定，爐頂空間溫度宜控制在800±50℃，不宜超過850℃，爐頂空間溫度過高，則焦爐煤氣在炭化室頂部產生二次裂解，大量的沉積碳附著在炭化室頂部，空間溫度過高，也會造成化產回收焦油質量不合格，如焦油比重增大、粘度增大、脫水困難。按推焦計劃提前10分鐘～20分鐘打開上升管蓋(最多不得超過三個)，并同時關閉橋管水封翻板閥，打開遠離上升管的除塵孔蓋，吸入空氣，燒去炭化室頂部的石墨。在焦爐生產中，常見的消除石墨方法有：用壓縮空氣吹掃石墨、燒空爐清掃石墨、推焦頭頂部裝刮刀清除石墨，前兩種方法最后都離不開人工敲打，用人工清掃或敲打很難有多大成效，對大焦爐來說就有一定困難。

煤焦油焦化生產過程的副產品，是一個組分上萬種的復雜混合物 ，目前已從中分離并認定的單種化合物約 500 余種 ，約占煤焦油總量的 55％，其中包括苯、二甲苯、萘等174 種中性組分；酚、甲酚等 63 種酸性組分和1 13 種堿性組分腳。某些組分雖然價值很高，但在煤煤焦油中的含量很少，占 l％以上的品種僅有 13 種，它們是萘、菲、螢蒽、芴、蒽、芘（熔點150℃）、苊、咔唑、2一甲基萘、1一甲基萘、氧芴和甲酚。煤焦油中的很多化合物是塑料、合成橡膠、農藥、醫藥、耐高溫材料及國防工業的貴重原料 ，也有一部分多環烴化合物是石油化工所不能生產和替代的。煤焦油主要用來加工生產輕油、酚油、萘油及改質瀝青等，再經深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多種化工原料，雖然產品數量較多、用途廣泛，但是相對煤焦油中的 500多種化合物來講，還是少得很。煤焦油簡單加工后的利用價值不大，國內外普遍看好的是其深加工精制產品的應用。國內外煤焦油加工工藝大同小異，都是脫水、分餾，煤焦油加工的主要研究方向是增加產品品種、提高產品質量等級、節約能源和保護環境。

煤焦油加氫精致的作用是脫硫、脫氮、脫氧和加氫飽和,加氫過程使煤焦油中的一部分不飽和烯烴和芳烴鍵達到飽和，煤焦油在該工段的脫硫、脫氮和脫氧率分別達到96％、85％以及97％以上，達到裂化原料的要求。產品的氫/碳比從原料油的1.11提高至1.58，使煤焦油在該工段實現部分輕質化。加氫裂化段進一步脫除原料油中的硫、氮、氧等雜原子，并且使產品進一步輕質化，原料大部分加氫裂化生成汽油、柴油等輕質餾分。經過裂化工段后，雜原子的脫除率均可達到99.5％以上，氫/碳比可達到1.62。煤焦油經過三段加氫后，產品油更加輕質清潔,經過精餾后，即可獲得高價值的石腦油餾分油和柴油餾分油。