一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置，属于焦炉气制SNG和氢气技术领域。所述系统提出了在焦化企业生产冶金焦时的焦炉气，经过预处理、压缩、脱油脱萘、耐硫变换、变换气脱硫和PSA

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置


[0001]本技术属于焦炉气制SNG(合成天然气)和氢气的
，具体为一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置。

技术介绍

[0002]一般的焦化企业生产冶金焦时，其焦炉气典型组成如下：
[0003]组分H2CO2CON2CH4CmHnO2合计含量(V％)56.183.878.402.8425.842.200.67100.00
[0004]杂质含量为：
[0005]组分H2S有机硫萘焦油+尘NH3B.T.X(苯)HCN含量(mg/Nm3)≤20≤150≤300≤50≤50≤3000≤100
[0006]焦炉气中含有大量的CH4和H2，可以分离出来作为城市燃气和生产其它化工产品，但焦炉气中的CO与CH4的分离比较困难

技术实现思路

[0007]为了解决以上技术问题，本技术提供一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置，将焦炉气中的CO变换成CO2(同时生成H2)；经过精脱硫、降至常温后，去PSA
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CO2/R脱碳、PSA
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CH4提甲烷、PSA
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H2提氢三套变压吸附分离装置进行分离，分别得到脱碳解吸气、甲烷气(压缩后为SNG合成天然气)、氢气，这三种气体可以分别作为焦化装置回炉的燃料、城市燃气和生产其它化工产品的原料。
[0008]解决以上技术问题的一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置，其特征在于：包括设有焦炉气压缩机构、PSA/>‑
CO2/R脱碳机构、PSA
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CH4提甲烷机构、PSA
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H2提氢机构和甲烷气压缩机构，焦炉气压缩机构与PSA
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CO2/R脱碳机构连接，PSA
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CO2/R脱碳机构与PSA
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CH4提甲烷机构和PSA
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H2提氢机构并联连接，PSA
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CH4提甲烷机构分别与PSA
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H2提氢机构、PSA
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CO2/R脱碳机构和甲烷气压缩机构连接，PSA
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CH4提甲烷机构位于PSA
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H2提氢机构和PSA
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CO2/R脱碳机构之间位置。
[0009]本技术中焦炉气依次经过焦炉气压缩单元和PSA
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CO2/R脱碳单元得脱碳解吸气，其余气体再依次进入PSA
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CH4提甲烷单元得到甲烷和PSA
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H2提氢单元得到氢气；从PSA
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CH4单元中输出的甲烷气经压缩单元，得SNG合成天然气。
[0010]优化方案中，所述系统装置依次设有焦炉气脱油脱萘机构、焦炉气耐硫变换机构和变换气脱硫机构，焦炉气脱油脱萘机构一端通过焦炉气耐硫变换机构与变换气脱硫机构一端连接成一体；焦炉气脱油脱萘机构另一端与焦炉气压缩机构连接，变换气脱硫机构另一端与PSA
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CO2/R脱碳机构连接。
[0011]所述系统装置还设有焦炉气预处理机构，焦炉气预处理机构与焦炉气压缩机构一端连接，焦炉气先经过焦炉气预处理机构，再进入焦炉气压缩机构。
[0012]所述焦炉气预处理机构中设有吸附层。
[0013]所述焦炉气预处理机构中吸附剂层为炭基吸附剂层。
[0014]所述焦炉气脱油脱萘机构、焦炉气耐硫变换机构和变换气脱硫机构之间连接为串联连接。
[0015]所述焦炉气预处理机构与焦炉气压缩机构之间，以及焦炉气压缩机构与焦炉气脱油脱萘机构连接方式为串联连接。
[0016]所述PSA
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CO2/R脱碳机构、PSA
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CH4提甲烷机构和PSA
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H2提氢机构连接形成顺时针循环圈。变换气脱硫机构出来的气体依次进入PSA
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CO2/R脱碳机构、PSA
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CH4提甲烷机构和PSA
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H2提氢机构进行一系列的反应，PSA
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H2提氢机构中的提氢解吸气作为再生冲汽气体再进入PSA
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CO2/R脱碳机构中反应，以此循环。
[0017]本技术中各个机构的具体结构为常规设置，其中焦炉气预处理机构，采用对焦炉气中焦油和萘具有较强吸附能力的炭基吸附剂，吸附焦炉气中的焦油和萘后，每隔一段时间用蒸汽吹扫再生一次，再生废水去焦化处理。该系统的特点是吸附剂对焦油和萘的脱除率高，且吸附条件温和(在常温常压下进行)。
[0018]焦炉气压缩机构，采用往复式压缩机、螺杆压缩机+离心压缩机，压缩后的焦炉气压力为0.5～3.0MPa。
[0019]焦炉气脱油脱萘机构，经过焦炉气压缩机压缩后的气体，仍含有少量萘、油、水等杂质，采用炭基复合剂、硅酸盐复合剂等对其进行进一步精脱除，以减少对后续系统的影响。吸附油和萘后的炭基复合剂、硅酸盐复合剂等视操作工况每隔一段时间用蒸汽吹扫再生一次，再生废水去焦化处理。
[0020]焦炉气耐硫变换机构，压缩并脱油脱萘后的焦炉气补入适量的水蒸汽，在耐硫变换催化剂的作用下，将绝大部分CO变换生成CO2和H2的过程。变换反应为放热反应，在反应器中采取适当措施(中间换热和/或冷激)，控制好催化剂床层温度，防止催化剂过热而发生烧结失活，甚至损坏设备等事故。
[0021]变换气脱硫机构，将变换过程中由有机硫变换而来的H2S，在变换气出口温度条件下，通过固体脱硫剂将其脱除，以使PSA
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CO2/R脱碳系统的解吸气硫含量在回炉燃烧后可以达标排放。
[0022]PSA
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CO2/R脱碳机构，利用变压吸附(PSA)技术，使变换气中主要是CO2被吸附剂吸附下来，然后通过一系列的吸附步骤，被吸附的CO2通过冲洗得到解吸，解吸气经稳压后送至焦化装置回炉作燃料；未被吸附的通过气为脱碳气，进入下一PSA系统提取甲烷。
[0023]PSA
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CH4提甲烷机构，是利用变压吸附(PSA)技术，使脱碳后气体中主要是CH4被吸附剂吸附下来，然后通过一系列的吸附步骤，被吸附的CH4通过逆放、抽空得到解吸，逆放和抽空的气体大部分作为产品，经稳压后去甲烷气压缩系统；未被吸附的通过气为粗氢气，进入下一PSA系统提取氢气。
[0024]PSA
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H2提氢机构，是利用变压吸附(PSA)技术，使提取甲烷后的气体中除H2以外的其它组分被吸附剂吸附下来，然后通过一系列的吸附步骤，被吸附的杂质通过逆放、抽空得到解吸，提氢解吸气返回PSA
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CO2/R脱碳系统作为再生冲洗气；未被吸附的通过气即为氢气产品，送往氢气用户生产其它化工产品。
[0025]甲烷气压缩机构，是将PSA
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CH4提甲烷系统提取的甲烷气，压力0.02MPa，通过甲烷气压缩机增压到1.0～4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置，其特征在于：包括设有焦炉气压缩机构、PSA
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CO2/R脱碳机构、PSA
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CH4提甲烷机构、PSA
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H2提氢机构和甲烷气压缩机构，焦炉气压缩机构与PSA
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CO2/R脱碳机构连接，PSA
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CO2/R脱碳机构与PSA
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CH4提甲烷机构和PSA
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H2提氢机构并联连接，PSA
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CH4提甲烷机构分别与PSA
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H2提氢机构、PSA
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CO2/R脱碳机构和甲烷气压缩机构连接，PSA
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CH4提甲烷机构位于PSA
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H2提氢机构和PSA
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CO2/R脱碳机构之间位置。2.根据权利要求1所述的一种焦炉气变换、变压吸附制SNG和氢气的系统装置，其特征在于：所述系统装置依次设有焦炉气脱油脱萘机构、焦炉气耐硫变换机构和变换气脱硫机构，焦炉气脱油脱萘机构一端通过焦炉气耐硫变换机构与变换气脱硫机构一端连接成一体；焦炉气脱油脱萘机构另一端与焦炉气压缩机构连接，变换气脱硫机构另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉世红，杨先忠，龙雨谦，孙炳，赵洪法，刘艳艳，肖云山，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：