焦炉气综合利用方案

焦炉气综合利用方案内容摘要：

与 其它一些普通 的低温甲醇洗工艺有较大差别，需要 专门 设置预洗吸收系统和预洗溶液 再 生系统，预洗溶液再生根据所脱除杂质种类、含量的不同需要采取萃取、 共沸、精馏等措施将这些组分再生出来，保证工艺净化指标的实现和操作生产稳定运行。 本项目低温甲醇洗工艺特点 本项目净化处理工艺气的特点，二氧化 碳 （ ~%v） 、硫化物等酸性气含量并不高，而焦油等其它微量有害组分的含量较多， 同时 为了满足甲烷分离等工艺的操作，对 这些有害物 净化指标有较严格的要 赛鼎工程有限公司 技术方案 本文件包含赛鼎工程有限公司技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 14 求。 因而净化装置工艺流程的按此特点进行设置。 净化过程 设置一个吸收塔，所有杂质组分的吸收脱除在该塔内完成。 吸收塔设置预洗段和主洗段两段，下段为预洗段，采用少量甲醇液体洗涤，在此原料气中焦油、 HCN、 N H3 、水等被脱除。 上段为主洗段 ，硫化物和二氧化碳 在此被甲醇溶液脱除干净。 甲醇溶液的再生分为两个部分，一部分为预洗溶液的再生，这部分溶液含有焦油、 HCN、水等， 这些组分的再生较为困难，需要采取萃取、共沸、精馏等方法。 而主洗溶液所 吸收的主要脱 组分为硫化物和二氧化碳，采取闪蒸、汽提、热再生手段使溶液得到再生 循环使用。 另外对于含硫尾气的处理上， 一般装置都要求采用硫浓缩工艺提高排放含硫尾气的浓度 以 有利于硫回收装置操作，满足环保要求。 但对于本项目而言， 因 焦炉煤气的初步净化装置设置有湿法 粗 脱硫，因此，低温甲醇洗装置 对含硫尾气不采取浓缩工艺，减压闪蒸和热再生尾气即 含硫废气完全可以利用湿法 粗 脱硫的少量溶液对其进行洗涤脱硫， 溶液再生利用粗脱硫硫回收系统， 采用较为简单的工艺处理即可 满足环保要求。 低温甲醇洗工艺流程介绍 低温甲醇洗 工艺流程简要介绍如下： 1)工艺气体洗涤 来自焦炉煤气压缩机的原料气首先在管道 上 喷入少量甲醇液体 ， 以 防止粗煤气冷却到露点以下而结冰 ，在原料气冷却器中焦炉气与再生闪蒸气换热降低温度同时回收低温闪蒸气得部分冷量 （ 为了防止工艺气在降温过程中焦油、萘等析出堵塞管道 设备 ，在本装置中对原料气不再采取其它 深度 冷却措施 ）， 之后 气体 即进入吸收塔对原料 赛鼎工程有限公司 技术方案 本文件包含赛鼎工程有限公司技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 15 气 进行洗涤。 H2S 吸收塔分两段吸收， 焦炉 气首先进入下段即预洗段，用一小股甲醇液脱除粗煤气中的较高分子量的碳氢化物 （油 类 ）和氰化物、氨等；上段为主洗段，主要脱除 H2S、 COS、 CO2等。 塔顶出来的净化气 总硫小于 ， CO2小于 100ppm， 送到甲烷分离装置 进行精制和 LNG 生产。 2) 主洗甲醇液再生流程 来自 H2S吸收塔 Ⅰ 段 的含硫甲醇富液经过 减压 后进入 H2S闪蒸塔的底部 Ⅰ 段闪蒸段。 在此，有用的 CH CO 和 H2 等以及部分 CO2被闪蒸出来，与 预洗闪蒸 Ⅰ 段的闪蒸气合并后 在原料气换热器中回收冷量并复热升温 ，作为燃料气送至界外。 底部甲醇靠压差进入 H2S闪蒸塔的底部 II 段闪蒸段 ，在该段通过减压至大约 ， COH2S 等释放出来， 闪蒸气在原料气换热器中换热升温后送到尾气洗涤塔 洗涤 回收其夹带甲醇。 底部 闪蒸后的 甲醇液经热再生塔给料泵加压后，在富 /贫甲醇热交换器与来自热再生塔塔釜的贫甲醇换热后进入热再生塔顶部热闪蒸段。 热再生塔分为顶部热闪蒸段及中部热再生段。 甲醇液在热再生塔顶部的热闪蒸段被闪蒸，含有大量 CO H2S 和甲醇的热闪蒸气经热闪蒸气冷凝器被冷却 ， 而经热闪蒸气冷凝器 冷凝出来的甲醇液再进入热再生塔 回流槽。 自热再生塔顶部热闪蒸段出来的甲醇进入热再生段，通过甲醇蒸汽汽提而完全再生，甲醇蒸汽是由热再生塔再沸器用低压蒸 汽加热提供热量产生的。 自热再生塔热再生段顶部释放的甲醇 赛鼎工程有限公司 技术方案 本文件包含赛鼎工程有限公司技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 16 蒸汽混合物经过热再生塔顶冷凝器冷凝后 进入 热再生塔底部回流槽；从回流槽出来的 H2S 馏份气体， 与闪蒸气冷凝器的排放气体混合 一起 经过排放气加热器、排放气氨冷器冷却 并在排放气分离器中将甲醇液体分离出来返回热再生塔回流槽，不凝排放气在加热器中被复热到常温后送出界区处理后（用焦炉气脱硫溶液洗涤 ） ，满足环保要求达标排放。 3) 预洗甲醇液再生流程 本项目净化装置原料气中焦油、 HCN等杂质含量较高，这些组分在吸收塔预洗段被脱除后必须采取与主洗液不同 的再生方式： 来自 H2S 吸收塔预洗段的溶解有 CO2 、 H2S 以及油类、水等的甲醇混合物， 减压 后进入萃取器上部 Ⅰ 段减压闪蒸，含 H2S 闪蒸气被送到 燃料气排放系统 ； 闪蒸 Ⅰ 段底部的含油甲醇经再生甲醇 /富预洗甲醇热交换器换热升温后进入 Ⅲ 段再次闪蒸后通过降液管进入 Ⅳ段给料缓冲室。 来自 尾气洗涤 塔底部含有甲醇的锅炉给水进入萃取器Ⅱ 段，用以洗涤来自甲醇水塔回流槽和共沸塔顶部的不凝气， 洗涤后气体送到 尾气排放管道 ，液体进入萃取器 Ⅳ 段给料缓冲室。 来自萃取器 Ⅳ 段给料缓冲室的甲醇、水、油等混合物经萃取器给料泵送至萃取室。 在萃取室中，混合物分成两层，油 类 在 上层，甲醇 水混合物在下层，油 品 用泵送至界区。 在下层的甲醇 水混合物中仍含有一些油、 HCN、 H2S、 COS 等 ，用共沸塔给料泵加压后，经共沸塔给料加热器与甲醇水塔塔底废水换热后进入共沸塔进一步汽提出油 类物质。 汽提所需的热量由共沸塔再沸器中用低压蒸汽提 赛鼎工程有限公司 技术方案 本文件包含赛鼎工程有限公司技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 17 供。 来自共沸塔顶部的甲醇 水 石脑油混合物，含有 HCN和有机硫，返回到萃取器 Ⅳ 段。 离开塔顶的蒸汽在共沸塔冷凝器中冷凝，冷凝液返回塔顶部；不凝气与自甲醇水塔顶部回流槽出来的闪蒸气体一起进入萃取器 Ⅱ 段被洗涤。 来自共沸塔底部的甲醇 水混合物用甲醇水塔给料泵送 至甲醇水塔的中部。 在此，水和甲醇通过蒸馏被分离，水和甲醇的再沸是在蒸汽加热的甲醇水塔再沸器中进行的。 自甲醇水塔顶部出来的甲醇蒸汽在甲醇水塔冷凝器中冷凝后进入甲醇水塔回流槽，甲醇液体再经甲醇水塔回流泵升压，一股返回到塔的顶部回流，其余部分在再生甲醇/富预洗甲醇热交换器中换热被冷却后去 H2S 浓缩塔 Ⅱ 段。 自塔底部排出的废水，在共沸塔给料加热器中冷却，然后排至工厂污水处理装置。 为了防止甲醇水塔系统由于 HCN等对系统造成影响，从 NaOH贮槽中用 NaOH 喷射泵将少量 NaOH由再沸器管道加入到甲醇水塔内中，以控制系统 PH值。 甲烷分离装置 工艺介绍 1 概述 由于 焦炉煤 气中含有较高的甲烷组分， 本方案拟 采取深冷方法将甲烷分离出来， 甲醇洗后的 工艺 气体主要为 H CO、 N CH4，其中 CH4的沸点最高， CO 次之，二者相差 30℃ ， N2和 H2的沸点更低。 因此 装置 可 利用 此特性采用 深冷技术分离技术 可以 得到甲烷 ， 获得高纯度的甲烷产品 （生产 LNG 或 CNG）。 分离甲烷后的工艺气 主要为 赛鼎工程有限公司 技术方案 本文件包含赛鼎工程有限公司技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 18 CO+H2 组分 ,可 用于 合成氨或合成甲醇 生产合成气， 但如果全部用于甲醇生产时， H/C 比过高 H2组分过剩 ， 为此本方案建议在低温分离甲烷的过程 中将一部分 H2分离出来，可以用于其它化工生产或补入氮气生产合成氨。 从工艺气中低温分离甲烷 工艺 目前国外有林德 (Linde)、法液空(Air Liquide)、康太斯（ BLACKamp。 VEATCH） 等公司 可以提供技术，在国内赛鼎工程 有限公司、云南煤化集团公司、四川空分集团公司共同合作对该技术进行了技术开发工作， 已 取得了显著 成果 ，最近将利用云南瑞气二甲醚项目原料气建设一套工业化试验装置，其目的是为下一步大型工业项目提供详细设计数据及操作经验，在即将 开工 建设的云南某 20万吨 /年合成油示范项目中将采用该技术 ，将 以碎煤加压气化 所 生产的原料气中的甲烷 （含量约 10%） 提纯出来副产 LNG， LNG产品规模为 /年。 对于本项目 的深冷分离甲烷制 LNG技术， 可以在下一设计阶段进行询价比较，对国内外技术 的工艺 先进性、生产成本、能耗、投资等各方面 进行比较论证，选择适宜的技术提供商。 本方案本着 节约投资、缩短建设工期等方面考虑暂按采用国内技术进行技术 和 经济分析。 工艺流程说明 1） 工艺气纯化 原料气 来自低温甲醇洗， 其中的大部 的二氧化碳、 水分 等 已经被脱除，但是其 所含的微量 二氧化碳、甲醇 等尚 不 能 满足深冷 状态 分离操作 的要求。 为此设计了最终去除原料气 微量 二氧化碳、甲醇 等组分 赛鼎工程有限公司 技术方案 本文件包含赛鼎工程有限公司技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 19 的吸附脱除 系统，以确保深冷工艺得以被保护，不受 其 影响。 原料气进入在线的分子筛器 吸附 床层，水分、二氧化碳、甲醇等通过床层时被 分子筛 吸 附。 在任何时候都是一个床体运行吸附，而另一个处于再生循环，冷却和待用。 再生使用低压氮气进行，低压氮气来自 全厂制氮装置。 经过再生气加热器加热 后的低压氮气再生时经过分子筛，去除饱和床的水分、CO2及其它吸附的杂质。 再生气体 送到 安全的位置排放。 干燥的原料气离开在线分子筛底部，经过粉尘过滤器，然后进入甲烷分离液化冷 箱。 纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成， 当一台运行时，另一台则由氮 气 通过 加热器加热后进行再生。 2） 甲烷分离液化 经过预处理的原料气进入换热器，在主换热器第一通道中冷却到 ~165℃。 然后经过降温的气体在冷液分离罐进行分离，此时大量的 CH4 和 CO 被冷凝下来，经洗涤塔分离成气液两相，从洗涤塔顶部出来为 主要是氢气组分的 合成气，经板式复热后出冷箱 ，部分 作为合成氨生产 合成气，另外部分作为甲醇合成气 ；洗涤塔底部引出的液相进入 CH4 精镏塔中部进行分离，气相作为上升的气体，少量气体在精镏塔塔顶的冷凝器中被冷凝 下来做回流液，在精镏塔塔底部分液体被蒸发器加热，气体上升和回流液传热传质。 从精镏塔底部出来的液态 CH4产品，在换热器内过冷后出冷箱送入用户的 LNG 贮槽。 精镏塔塔顶出来的气体进入换热 器复热后 送出冷箱 加入到作为甲醇生 赛鼎工程有限公司 技术方案 本文件包含赛鼎工程有限公司技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。 This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential. 20 产的 合成气 中。 塔顶上升气在冷凝器内冷凝的部分液体经液体泵加压后一部分作为 CH4 分离塔的回流液，一部分进入洗涤塔作为洗涤塔的回流液。 氮气经循环氮气压缩机及透平膨胀机增压端后，进入氮气循环。