费托合成尾气的回收方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种费托合成尾气的回收方法及系统

【技术实现步骤摘要】
费托合成尾气的回收方法及系统


[0001]本专利技术涉及煤化工
，具体而言，涉及一种费托合成尾气的回收方法及系统
。

技术介绍

[0002]费托合成是将合成气转化成高碳烃的过程，是非石油含碳资源高效转化利用的重要途径，其产物主要有重质油
、
轻质油
、
蜡
、
合成水
、
甲烷
、
低碳烃
、
未反应的合成气
(H2+CO)
和氮气
。
通过一系列处理和分离工序，最终形成液态烃
、
固态蜡和大量费托合成尾气等产物，其中尾气主要由氢气以及副反应生成的二氧化碳
、
低碳烃等组成，氢气含量通常在
30
～
70
％
(mol/mol)。
[0003]现行的尾气处理工艺主要是通过低温油洗脱除液化石油气组分，剩余干气通过膜分离处理提取氢气组分，未通过膜的组分可以作为燃料，也可以通过烃类转化
、
变换
、
变压吸附等工艺制氢
。
此处理工艺整体能源利用率不高，同时会排放大量的温室气体
CO2。
[0004]中国专利
CN102614764B
公开了一种费托合成尾气处理的工艺，采用费托合成尾气为原料，通过轻烃部分氧化转化
、
变换
、
脱碳
、PSA
变压吸附单元工艺的组合集成工艺获得高纯度氢气
。
但是，其尾气中低碳烃以甲烷为主，含量通常在
20
～
60
％，其是将尾气中所含的低碳烃全部转化为
CO
和
CO2，使尾气由原料组成转化为含
CO
和
CO2、
水和氢气的混合气体，并没有单独对这些高附加值的烃类进行分离回收，能源利用率较低
。
中国专利
CN106800275A
公开了一种处理高温费托合成尾气的方法，高温费托合成尾气依次进行膜分离
、
吸附分离和深冷分离集成回收乙烯
、
丙烯
、LNG
和氢气等高附加值产品，降低了进入深冷系统的投资和能耗，氢气回收率为
80
～
90
％，氢气产品体积含量＞
99.5
％
。
但是，其尾气组分中烃类回收仅涉及
C1
～
C4
烃
。
而且，上述两种方法都是针对所用的原料气组成
、
产品氢气纯度的要求等具体情况提出的工艺集成流程的方法来制备氢气的，工艺适用方面存在一定局限性
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种费托合成尾气的回收方法及系统，以解决现有技术中富含重烃的费托合成尾气处理工艺成本高
、
工艺局限性大的问题
。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种费托合成尾气的回收方法，包括以下步骤：步骤
S1
，将费托合成尾气进行油洗，得到油洗干气；步骤
S2
，将油洗干气依次进行脱碳和脱水，得到第一净化气；步骤
S3
，将第一净化气进行第一预冷至
10
～
15℃
，然后进行第一气液分离，得到第一气相和水；将第一气相进行第二预冷至
‑
80
～
‑
90℃
，然后进行第二气液分离，得到第二气相和
C5
及以上烃；步骤
S4
，将第二气相进行第一分级制冷至
‑
120
～
‑
130℃
，然后进行第三气液分离，得到第三气相和
C2
～
C4
烃；将第三气相进行第二分级制冷至
‑
188
～
‑
190℃
，然后进行第四气液分离，得到第四气相和冷却液相；步骤
S5
，将第四气相进行液氮洗涤，得到
H2；步骤
S6
，将冷却液相进行催化转化，得到
H2和
CO。
[0007]进一步地，步骤
S2
中，脱碳的方法为醇胺法或变温吸附法；优选地，第一净化气中
CO2质量浓度
≤20ppm。
[0008]进一步地，步骤
S2
中，脱水的方法为分子筛吸附；优选地，分子筛包括
3A
型分子筛
、4A
型分子筛和
5A
型分子筛的一种或多种
。
[0009]进一步地，步骤
S3
中，第一预冷的冷却介质包括丙烯和或
/
丙烷；和
/
或第二预冷的冷却介质包括乙烷和
/
或乙烯
。
[0010]进一步地，步骤
S4
中，第一分级制冷的冷却介质包括
C1～
C5的碳氢混合物和氮气；和
/
或第二分级制冷的冷却介质包括
C1～
C5的碳氢混合物和氮气
。
[0011]进一步地，步骤
S5
中，液氮洗涤的压力为
3.4
～
3.5MPaG
，温度为
‑
180
～
‑
190℃。
[0012]进一步地，步骤
S5
包括：将第四气相进行液氮洗涤，得到第二净化气和氮洗液相；然后将第二净化气进行氢气分离，得到
H2和氢分液相；优选地，步骤
S6
还包括：将氮洗液相
、
氢分液相和冷却液相混合，然后进行催化转化；优选地，步骤
S6
之后，回收方法还包括将
H2和
CO
进行反应合成氨气的步骤
。
[0013]进一步地，步骤
S6
中，
H2的质量纯度
≥99
％
。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了一种费托合成尾气的回收系统，按照物料流动方向，回收系统依次包括：油洗单元，用于将费托合成尾气进行油洗，得到油洗干气；第一净化单元，包括顺次连接的脱碳器和脱水器，脱碳器用于将油洗干气进行脱碳，脱水器用于将脱碳后的油洗干气进行脱水，得到第一净化气；预冷单元，包括顺次连接的第一预冷器
、
第一气液分离器
、
第二预冷器和第二气液分离器；第一预冷器用于将第一净化气进行第一预冷，第一气液分离器用于将经过第一预冷的物料进行第一气液分离，得到第一气相和水，第二预冷器用于将第一气相进行第二预冷，第二气液分离器用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种费托合成尾气的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1
，将费托合成尾气进行油洗，得到油洗干气；步骤
S2
，将所述油洗干气依次进行脱碳和脱水，得到第一净化气；步骤
S3
，将所述第一净化气进行第一预冷至
10
～
15℃
，然后进行第一气液分离，得到第一气相和水；将所述第一气相进行第二预冷至
‑
80
～
‑
90℃
，然后进行第二气液分离，得到第二气相和
C5
及以上烃；步骤
S4
，将所述第二气相进行第一分级制冷至
‑
120
～
‑
130℃
，然后进行第三气液分离，得到第三气相和
C2
～
C4
烃；将所述第三气相进行第二分级制冷至
‑
188
～
‑
190℃
，然后进行第四气液分离，得到第四气相和冷却液相；步骤
S5
，将所述第四气相进行液氮洗涤，得到
H2；步骤
S6
，将所述冷却液相进行催化转化，得到
H2和
CO。2.
根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤
S2
中，所述脱碳的方法为醇胺法或变温吸附法；优选地，所述第一净化气中
CO2质量浓度
≤20ppm。3.
根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述步骤
S2
中，所述脱水的方法为分子筛吸附；优选地，所述分子筛包括
3A
型分子筛
、4A
型分子筛和
5A
型分子筛的一种或多种
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤
S3
中，所述第一预冷的冷却介质包括丙烯和或
/
丙烷；和
/
或所述第二预冷的冷却介质包括乙烷和
/
或乙烯
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤
S4
中，所述第一分级制冷的冷却介质包括
C1～
C5的碳氢混合物和氮气；和
/
或所述第二分级制冷的冷却介质包括
C1～
C5的碳氢混合物和氮气
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤
S5
中，所述液氮洗涤的压力为
3.4
～
3.5MPaG
，温度为
‑
180
～
‑
190℃。7.
根据权利要求1至6中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤
S5
包括：将所述第四气相进行液氮洗涤，得到第二净化气和氮洗液相；然后将所述第二净化气进行氢气分离，得到
H2和氢分液相；优选地，所述步骤
S6
还包括：将所述氮洗液相
、
所述氢分液相和所述冷却液相混合，然后进行所述催化转化；优选地，所述步骤
S6
之后，所述回收方法还包括将
H2和
CO
进行反应合成氨气的步骤
。8.
根据权利要求1至7中任一项所述的回收方法，其特征在于，所述步骤
S6
中，所述
H2的质量纯度
≥99
％
。9.
一种费托合成尾气的回收系统，其特征在于，按照物料流动方向，所述回收系统依次包括：油洗单元
(1)
，用于将费托合成尾气进行油洗，得到油洗干气；第一净化单元
(2)
，包括顺次连接的脱碳器

【专利技术属性】
技术研发人员：马芳，陈艾，张飞跃，温润娟，杜念友，朱传琪，吕金强，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：