用焦炉煤气提氢制乙醇的方法技术

一种用焦炉煤气提氢制乙醇的生产方法，其生产步骤为：焦化所产焦炉煤气，经预净化、CO变换、湿法脱硫和湿法脱除CO2、精脱硫及甲烷化一系列的净化措施，使焦炉气成为只含有H2、CH4、CnHm及N2的净化气，净化气经变压吸附提氢装置，提取出氢气，氢气与醋酸反应，生产出无水乙醇产品。该方法充分利用了焦炉煤气中不同组分的特点，组建了焦炉气提氢生产乙醇同时副产甲烷气体的新的生产工艺，该工艺科学、合理、简捷。在取得良好经济效益的同时，不仅满足焦炉和化产的热量需要，而且彻底解决了焦化企业排烟硫污染的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤化工产品的生产领域和环保领域，具体涉及一种以焦炉气为原料，对焦炉气进行净化，将不同组分进行分离，合理利用，在取得显著的经济效益的同时，彻底解决了焦化企业排烟硫污染的难题。
技术介绍
经过化产初步净化后的焦炉气，一般的总含硫量（H2S和有机硫总和）高达300-600mg/Nm3。传统的焦化工艺，是将该焦炉气总量的近50%直接返回焦炉和化产作为燃料使用。一个年产100万吨焦炭的焦炉，每年要烧掉这样的焦炉煤气2.2亿Nm3,每年向大气中排放硫化物66—132吨。2014年全国4.8亿吨的焦碳产量，向大气中排放了3—6万吨硫化物。如果单独上焦炉气脱硫装置来解决焦化企业排烟硫污染，投资巨大，成本也很高，是焦化企业难以承受的负担。目前，焦炉自用后多余的焦炉气，除用做燃料烧掉（同样的硫污染）以外，以生产甲醇技术最为成熟，装置也最多。但是，在传统的焦炉气制甲醇工艺中，工艺上存在着很大的缺陷，转化和甲醇驰放气做燃料的装置，都烧掉了大量的氢气，能源浪费巨大。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的问题和硫污染问题，提供一种用焦炉煤气提氢制乙醇的新方法。该方法将全部焦炉气进行精制后，对不同的组分进行分离，价值高的氢气用于与醋酸反应生产乙醇，取得很高的经济效益。高度净化的提氢尾气回送焦炉作燃料，使焦化厂排烟硫含量接近为零（0.1PPm）。彻底解决了焦炉排烟硫污染问题。甲烷除供焦炉做燃料外，还有部分富余，可提纯后作为天然气销售。实现上述目的采用以下技术方案：一种用焦炉气提氢制乙醇的方法，包括焦炉气预净化装置、CO变换装置、湿法脱硫装置、湿法脱除CO2装置、精脱硫及甲烷化装置、变压吸附提甲烷装置、变压吸附提氢装置、焦炉气压缩装置、氢气压缩装置、甲烷气压缩装置、醋酸加氢制乙醇装置，具体步骤如下：a.将焦化化产所产的焦炉气送入焦炉气预净化装置，除掉杂质；b.预净化后的焦炉气，经焦炉气压缩机加压后进入CO变换装置，产生变换气；c.变换气进入湿法脱硫装置进行湿法脱硫；d.湿法脱硫后的气体经压缩机升压后进入湿法脱碳装置；e.脱碳后的气体，进入精脱硫装置，脱硫后的气体为高净化度的净化气；f.净化气进入变压吸附提甲烷装置，提取出部分甲烷气，经加压后作为天然气销售；g.提甲烷后的尾气进入变压吸附提氢装置，提取出大部分氢气，供加氢装置使用；h.醋酸和氢气进入醋酸加氢装置，醋酸和氢气反应生成乙醇，经精馏后作为无水乙醇产品销售；i.提氢后的尾气，送焦炉和化产作为燃料。焦炉气的组分（摩尔百分比）为：H258%，CO7.4%，CO23.5%，CH424.2%，CnHm2.3%，N24.6%，H2S100-200mg/Nm3；有机硫200-400mg/Nm3；热值4000大卡/Nm3。焦炉和化产所需燃料由后工序的提氢尾气提供；整个过程中各装置生产所需的水蒸气由焦化干熄焦装置提供。采用上述技术方案，与现有焦炉气制甲醇技术相比，本专利技术取消了现有焦炉煤气制甲醇工艺技术中高耗能的空分装置、甲烷转化装置，投资降低，生产成本下降；在大幅度降低生产成本的同时，有乙醇和天然气两种产品，其产值和经济效益提高数倍；本专利技术中焦炉煤气不再直接回焦炉及化产作燃料，用后工序高净化度的尾气做燃料；在取得显著经济效益的同时，彻底解决了焦化企业排烟硫污染的难题。在传统的焦炉气制甲醇装置中，焦炉煤气只能生产甲醇一种产品，在本专利技术的装置中，不仅生产的乙醇要比原来生产的甲醇产值和经济效益高数倍，还可以同时副产天然气销售，经济效益非常显著。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。本专利技术公开了一种用焦炉煤气提氢制乙醇的生产方法，该方法的设计思想是：与焦炉气制甲醇相比，生产装置取消空分装置、甲烷转化装置，提供科学合理的焦炉煤气提氢制乙醇工艺路线。参见图1，本专利技术的生产过程使用的装置包括焦炉气预净化装置、CO变换装置、湿法脱硫和脱除CO2装置、精脱硫及甲烷化装置、变压吸附提甲烷装置、变压吸附提氢装置、焦炉气压缩装置、氢气压缩装置、甲烷气压缩装置、醋酸加氢制乙醇装置，这些装置都是煤化工行业常用的成熟化工装置。这些装置重组后生产乙醇的具体步骤如下：（1）焦化及化产所产的焦炉气全部送去预净化装置进行初步的净化，除掉其中大部分的煤焦油、萘和苯等杂质；然后经焦炉气压缩机1、2段加压后进入CO变换装置，在催化剂的作用下，CO与水蒸气反应生成CO2和H2，同时将大部分的有机硫转化为H2S；变换气进入湿法脱硫装置进行湿法脱硫，除掉80%以上的H2S，这样可以降低后续精脱硫的负荷以降低生产成本；湿法脱硫后的气体经压缩机3、4段升压后进入湿法脱碳装置；脱碳后的气体，进入精脱硫装置，将气体中的总硫含量脱除至0.1PPm以下，同时将气体中的微量的CO和CO2转化成甲烷，气体则变成了高净化度的净化气；（2）步骤（1）得到的精制后的焦炉气进入变压吸附提甲烷装置提取甲烷，提取出的甲烷经压缩后作为天然气或车用CNG出售；（3）步骤（2）的尾气，去变压吸附提氢装置提取氢气，提取的氢气压缩至4Mpa(g)后，去醋酸加氢装置，与醋酸反应生成粗乙醇；（4）步骤（3）得到的尾气，硫化物含量小于0.1PPm,作为焦炉和化产用燃料，燃烧排气中几乎没有硫污染物，彻底解决了焦化厂的排烟气硫污染难题。以年产100万吨焦炉所产焦炉气为例：焦炉所产，经化产初步净化后的焦炉煤气，每小时5万Nm3，成分为：H258%，CO7.4%，CO23.5%，CH424.2%，CnHm2.3%，N24.6%，H2S100-200mg/Nm3；有机硫200-400mg/Nm3；热值4000大卡/Nm3左右，送预净化装置除掉其中大部分的煤焦油、萘和苯等杂质；预净化后的气体，去压缩机升压至0.8MPa(g)进入CO变换装置，CO与水蒸气反应生成CO2和H2O（如不变换，有毒的CO会进入到CH4中），同时将焦炉煤气中的大部分有机硫转化为H2S；变换气进入湿法脱硫装置，除掉80%以上的H2S，这样可以降低后续精脱硫的负荷以降低生产成本；初步脱硫后的气体经压缩机升压至2.6MPa(g)进入湿法脱碳装置，脱除其中绝大部分的CO2；脱碳后的气体，进入精脱硫装置，将气体中的总硫含量脱除至0.1PPm以下，同时将气体中的少量的CO和CO2转化成甲烷，气体则变成了只含有H2、CH4、CmHn、N2的高净化度净化气；净化气进入变压吸附提甲烷装置，提取出甲烷气4900Nm3/h（焦炉作燃料富余的部分），经加压至4.0MPa(g)作为管道天然气SNG销售；提甲烷后的尾气进入变压吸附提氢装置，按氢提取率85%，可提取出99.99%纯度的氢气25000Nm3/h，供加氢装置使用；提氢后的尾气15700Nm3/h，其组分为：H228.28%，CH452.45%，CnHm4.77%，N214.5%，热值5900大卡/Nm3，送焦炉和化产作为燃料。该尾气作为焦炉用燃料，总硫含量小于0.1PPm,彻底解决了焦炉燃气硫污染的问题。原料醋酸33.5吨/h，所产氢气25000Nm3/h，在醋酸加氢制乙醇装置中进行反应，生产出纯度为99.98%的无水乙醇产品25吨/h。上述实施例仅表达了本专利技术的一种实施方式，但并不能因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用焦炉煤气提氢制乙醇的方法，包括焦炉气预净化装置、CO变换装置、湿法脱硫装置、湿法脱除CO2装置、精脱硫及甲烷化装置、变压吸附提甲烷装置、变压吸附提氢装置、焦炉气压缩装置、氢气压缩装置、甲烷气压缩装置、醋酸加氢制乙醇装置，其特征在于，具体步骤如下：a.将焦化化产所产的焦炉气送入焦炉气预净化装置，除掉杂质；b.预净化后的焦炉气，经焦炉气压缩机加压后进入CO变换装置，产生变换气；c.变换气进入湿法脱硫装置进行湿法脱硫； d.湿法脱硫后的气体经压缩机升压后进入湿法脱碳装置；e.脱碳后的气体，进入精脱硫装置，脱硫后的气体为高净化度的净化气；f.净化气进入变压吸附提甲烷装置，提取出部分甲烷气，经加压后作为天然气销售；g.提甲烷后的尾气进入变压吸附提氢装置，提取出大部分氢气，供加氢装置使用；h.醋酸和氢气进入醋酸加氢装置，醋酸和氢气反应生成乙醇，经精馏后作为无水乙醇产品销售；i.提氢后的尾气，送焦炉和化产作为燃料。

【技术特征摘要】
1.一种用焦炉煤气提氢制乙醇的方法，包括焦炉气预净化装置、CO变换装置、湿法脱硫装置、湿法脱除CO2装置、精脱硫及甲烷化装置、变压吸附提甲烷装置、变压吸附提氢装置、焦炉气压缩装置、氢气压缩装置、甲烷气压缩装置、醋酸加氢制乙醇装置，其特征在于，具体步骤如下：a.将焦化化产所产的焦炉气送入焦炉气预净化装置，除掉杂质；b.预净化后的焦炉气，经焦炉气压缩机加压后进入CO变换装置，产生变换气；c.变换气进入湿法脱硫装置进行湿法脱硫；d.湿法脱硫后的气体经压缩机升压后进入湿法脱碳装置；e.脱碳后的气体，进入精脱硫装置，脱硫后的气体为高净化度的净化气；f.净化气进入变压吸附提甲烷装置，提取出部分甲烷气，经加压后作为天然气销售；g.提甲烷后的尾气进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天双，代淑梅，
申请(专利权)人：唐山中溶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13