專利名稱：一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法及其專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t煤氣的凈化方法及其專用裝置，尤其涉及一種焦?fàn)t煤氣脫硫 脫氨聯(lián)合的凈化方法及其專用裝置。
背景技術(shù)：
目前，焦?fàn)t煤氣的主要用途包括作為爐窗加熱燃料和作為化工合成氣原料來(lái)使 用。當(dāng)作為爐窗燃料使用時(shí)，要求H2S含量不得超過(guò)200mg/m3 ；當(dāng)作為化工合成氣原料使用 時(shí)，要求H2S含量不得超過(guò)0. lmg/m3 ；因此，焦?fàn)t煤氣要采用脫硫工藝進(jìn)行脫硫處理后才能 使用。在上世紀(jì)80年代以前，國(guó)內(nèi)建設(shè)的焦化廠都沒(méi)有煤氣脫硫裝置，上世紀(jì)80年代初至 今，國(guó)內(nèi)大多數(shù)焦化廠都在建廠時(shí)同步建設(shè)或以后補(bǔ)建了脫硫工藝系統(tǒng)。焦化廠脫硫工藝方法，無(wú)論是引進(jìn)的國(guó)外工藝技術(shù)，還是國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)，共 同的特點(diǎn)是采用以氨為堿源的催化氧化法脫硫工藝與化學(xué)吸收法脫氨工藝相結(jié)合，一起 使用。如寶鋼煤氣精制廠的FRC脫硫工藝和磷銨法脫氨生產(chǎn)無(wú)水氨工藝相聯(lián)接；T 一 H脫 硫工藝與飽和器法硫銨生產(chǎn)工藝相聯(lián)接；國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的HPF脫硫工藝全部都是與飽和器法生 產(chǎn)硫銨工藝相聯(lián)接。有的脫硫工藝與硫銨生產(chǎn)相結(jié)合不僅合理而且具有互補(bǔ)性，如T - H 法與硫銨生產(chǎn)工藝結(jié)合；FRC脫硫工藝與磷銨法生產(chǎn)無(wú)水氨工藝結(jié)合。但其他結(jié)合的工藝 方法就不具有合理的互補(bǔ)特征了。如有的地區(qū)土壤屬酸性地質(zhì)，不宜采用硫銨化肥。然而， HPF脫硫工藝和其他真空碳酸鉀法，索爾費(fèi)班法脫硫都是和化學(xué)吸收法脫氨(如硫銨生產(chǎn)或 無(wú)水氨生產(chǎn)工藝)相結(jié)合。這種捆綁式的聯(lián)合工藝方法的缺點(diǎn)，使得焦化廠不能自主地選擇 產(chǎn)品方案，易造成產(chǎn)品與市場(chǎng)相背離。另外，硫銨產(chǎn)品在農(nóng)用化肥中不屬優(yōu)質(zhì)化肥，含氮量 不超過(guò)21. 21%。其他部分為無(wú)用的酸性物質(zhì)部分。所以生產(chǎn)成本高，工藝電動(dòng)機(jī)械總裝機(jī) 容量大，硫酸消耗量大，裝置材質(zhì)要求采用耐腐材質(zhì)。工程建設(shè)費(fèi)用較大?？傊捎么呋趸摿蚺c硫銨生產(chǎn)相結(jié)合工藝，其優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高，脫氨效 率高。但該組合方式的缺點(diǎn)是硫銨生產(chǎn)成本高，而且產(chǎn)品市場(chǎng)受地區(qū)特點(diǎn)限制。另外，氨法 脫硫要將煤氣冷卻到30°C以下進(jìn)行吸收操作，而脫硫操作后又要將煤氣加熱到65 70°C 后進(jìn)入硫銨生產(chǎn)裝置。硫銨生產(chǎn)裝置后，煤氣溫度上升。在進(jìn)入吸苯塔前又要求將煤氣進(jìn) 行終冷。因此，該工藝組合方式的能源利用不合理。能耗高是最大的缺點(diǎn)。現(xiàn)代焦化企業(yè)對(duì)煤氣凈化工藝要求是，具有高效，節(jié)能，低成本，高效益，短流程等 優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)近年引進(jìn)的AS脫硫工藝。具有較合理的能源利用特點(diǎn)，全負(fù)壓工藝流程不需 要設(shè)中間冷卻和最終冷卻。正壓工藝流程只設(shè)一次終冷。但是，AS脫硫工藝的主要缺點(diǎn)是 脫硫效率較催化氧化法低，只有催化氧化法的75% 80%。要達(dá)到相同的脫硫效率，往往 需要進(jìn)行多次脫硫處理才能達(dá)到要求。AS脫硫法顯然不經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，以實(shí)現(xiàn)將高效的催化氧化法脫硫裝置與循環(huán)吸法的水洗氨裝置相聯(lián) 合，組成高效，節(jié)能，低耗的新工藝。本發(fā)明的另一目的是提供這種方法的專用裝置。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于包括脫硫方法和脫氨方法，焦?fàn)t 煤氣脫硫采用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦?fàn)t煤氣脫硫前先進(jìn)行冷卻洗萘，接著脫 硫，脫硫后進(jìn)行水洗脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來(lái)源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。所述的冷卻洗萘包括油洗和水冷卻兩段，油洗包括油冷卻和油洗萘，水冷卻為煤 氣水直冷。所述的冷卻洗萘操作溫度控制在33 35°C以下。一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，包括依次連接的油洗萘預(yù)冷 塔、脫硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔；在所述的油洗萘預(yù)冷塔上設(shè)置有預(yù)冷循環(huán)氨水冷卻器；在 所述的水洗氨塔上設(shè)置有循環(huán)富氨水冷卻器、循環(huán)半富氨水冷卻器和洗氨汽提水冷卻器; 在所述的蒸氨塔的頂端出口設(shè)置有濃氨汽冷凝冷卻器，在所述的濃氨汽冷凝冷卻器上設(shè)有 濃氨水(汽)管路與脫硫塔相通；在所述的水洗氨塔和蒸氨塔連接管路上設(shè)置有貧/富氨水 換熱器。所述的油洗萘預(yù)冷塔由立管式間接冷卻器和直冷噴灑器構(gòu)成；洗油在冷卻的同時(shí) 進(jìn)行洗滌煤氣萘；油氣接觸方式為空噴式、填料式或液膜式。所述的立管式間接冷卻器的間冷式立管為園形管或方形管。所述的蒸氨塔為揮發(fā)性氨蒸餾塔。從揮發(fā)性氨蒸餾塔排出的蒸氨廢水含氨量為 0. 05%以下，部分蒸氨廢水循環(huán)返回洗氨塔。本發(fā)明的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法是一種以氨為堿源的催化氧化法脫 硫和以水洗法吸氨相聯(lián)合的新工藝。本發(fā)明的新工藝使兩種工藝互補(bǔ)性強(qiáng)，合理配置脫硫 系統(tǒng)氨濃度，提高脫硫效率；洗氨前除去煤氣中酸性氣體雜質(zhì)，使洗氨設(shè)備耐蝕性增強(qiáng)，富 氨水蒸餾時(shí)可省去酸氣分解器。本發(fā)明的一種新工藝組合流程可以置于全負(fù)壓系統(tǒng)，也可 以置于正側(cè)。置于全負(fù)壓系統(tǒng)中時(shí)，只設(shè)一次初冷，置于正壓側(cè)時(shí)，只設(shè)一次終冷取出風(fēng)機(jī) 壓縮熱。本發(fā)明的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，在脫硫塔前設(shè)置“煤氣 油洗萘一水預(yù)冷塔”，用循環(huán)洗油將煤氣夾帶的焦油、萘清除干凈；然后將煤氣用循環(huán)稀氨 水直接冷卻到工藝要求溫度，這個(gè)溫度設(shè)定為30°C。循環(huán)稀氨水的冷卻用低溫水冷卻器冷 卻。預(yù)冷后的煤氣進(jìn)入脫硫塔用循環(huán)脫硫液進(jìn)行脫硫，煤氣脫硫采用催化氧化法，以焦化氨 為堿源。氨源來(lái)自焦化廠自產(chǎn)的煤氣、濃氨水、剩余氨水。脫硫后的煤氣進(jìn)入洗氨塔用稀氨 水或軟水吸收氨。洗氨塔后煤氣直接進(jìn)入粗苯吸收塔。吸氨后的富氨水送去氨蒸餾塔蒸餾， 得濃氨水或濃氨汽，部分補(bǔ)充入循環(huán)脫硫液，其余部分可與氨分解工藝聯(lián)合，或與無(wú)水氨工 藝聯(lián)合，或與飽和器硫銨生產(chǎn)工藝聯(lián)合?？梢罁?jù)市場(chǎng)和產(chǎn)品方案選擇后續(xù)聯(lián)合工藝。氨蒸 餾塔后的廢水部分補(bǔ)充洗氨塔作洗氨水，剩余部分排向生化污水處理系統(tǒng)。脫硫再生可以是兩塔式工藝，可以是一塔一槽式工藝，也可以是一塔式工藝。洗氨可采用一個(gè)塔三段洗氨，也可以采用兩塔五段洗氨。以一塔三段式洗氨為例， 最先與煤氣接觸洗氨的循環(huán)富氨水在循環(huán)中分出部分富氨水送去蒸氨塔作蒸氨原料富氨 水。洗氨塔第二段循環(huán)氨水是半富氨水，在循環(huán)中分出部分半富氨水作為第一段的補(bǔ)充洗 氨水。煤氣離開(kāi)洗氨塔前用來(lái)自蒸氨塔的蒸氨廢水作最后一級(jí)洗氨水，保證塔后煤氣含氨量小于0. 03g/m3。這三級(jí)循環(huán)洗氨水在循環(huán)中經(jīng)過(guò)4個(gè)低溫水冷卻器冷卻。采用催化氧化法脫硫和水洗氨相結(jié)合，脫硫工藝高效率，煤氣含酸性氣體少，對(duì)洗 氨塔腐蝕性變?nèi)?，脫硫塔可采用碳鋼材質(zhì)。另外，洗氨循環(huán)氨水氨含量在3 9g/l之間，對(duì) 煤氣中硫化氫具有吸收能力，脫硫塔后煤氣殘留的硫化氫在洗氨過(guò)程中被部分吸收。因此 相當(dāng)于兩次脫硫，即經(jīng)過(guò)催化氧化脫硫和氨水循環(huán)脫硫。如果采用催化氧化法三級(jí)脫硫，煤 氣硫化氫從7000mg/m3降到20mg/m3，脫硫效率達(dá)到99. 7%。然后在水洗氨過(guò)程中又將硫化 氫脫去40%，則煤氣最終含硫化氫量將小于12mg/m3。因此本發(fā)明工藝組合特別適合于焦 爐煤氨終端用于制造合成氣生產(chǎn)甲醇的焦化煤氣凈化系統(tǒng)。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要貢獻(xiàn)有將高效的催化氧化法脫硫裝 置與循環(huán)吸法的水洗氨裝置相聯(lián)合，組成高效，節(jié)能，低耗的新工藝。對(duì)于含硫化氫量高而 含氨量低的煤氣凈化具有可供最佳選擇的方案。水洗氨前預(yù)先除去硫化物和氰化物，減輕 了富氨水中的固定銨量，減少固定銨分解反應(yīng)的堿耗量。從根本上克服傳統(tǒng)的水洗氨一濃 氨水工藝和AS循環(huán)氨水脫硫工藝長(zhǎng)期以來(lái)存在蒸氨汽析出硫磺，硫和氰的鹽類堵塞管路 和設(shè)備。以及在分解固定銨時(shí)增加堿量消耗。水洗氨塔前不單獨(dú)設(shè)煤氣終冷塔(段)，在洗 氨塔下段同時(shí)具有洗氨和終冷作用。這不同于正壓AS氨水脫硫工藝的終冷，也不同于傳統(tǒng) 的水洗氨工藝的終冷。后兩種工藝的終冷循環(huán)冷卻水同時(shí)溶解氨和酸性氣體，終冷水排向 機(jī)械化澄清槽。而本發(fā)明的新工藝采用終冷水作富氨水送蒸餾加工。


附圖是本發(fā)明的專用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋。實(shí)施例1
一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，包括脫硫方法和脫氨方法，焦?fàn)t煤氣脫硫采 用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦?fàn)t煤氣脫硫前先進(jìn)行冷卻洗萘，接著脫硫，脫硫后 進(jìn)行水洗脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來(lái)源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。所述的冷卻洗萘包括 油洗和水冷卻兩段，油洗包括油冷卻和油洗萘，水冷卻為煤氣水直冷。所述的冷卻洗萘操作 溫度控制在33 35°C以下。實(shí)施例2
如圖1所示，為本發(fā)明的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置。該專用裝置 包括依次連接的油洗萘預(yù)冷塔1、脫硫塔2、水洗氨塔3和蒸氨塔4 ；在油洗萘預(yù)冷塔1上設(shè) 置有預(yù)冷循環(huán)氨水冷卻器5 ；在水洗氨塔3上設(shè)置有循環(huán)富氨水冷卻器6、循環(huán)半富氨水冷 卻器7和洗氨汽提水冷卻器8 ；在蒸氨塔4的頂端出口設(shè)置有濃氨汽冷凝冷卻器9，在濃氨 汽冷凝冷卻器9上設(shè)有濃氨水或濃氨汽管路與脫硫塔2相通；在水洗氨塔3和蒸氨塔4連 接管路上設(shè)置有貧/富氨水換熱器10。油洗萘預(yù)冷塔1由立管式間接冷卻器和直冷噴灑器構(gòu)成；洗油在冷卻的同時(shí)進(jìn)行 洗滌煤氣萘；油氣接觸方式為空噴式、填料式或液膜式。立管式間接冷卻器的間冷式立管為 圓形管或方形管。
在脫硫塔2前設(shè)置油洗萘預(yù)冷塔1，用循環(huán)洗油18將煤氣11夾帶的焦油、萘清除 干凈；然后將煤氣11用循環(huán)稀氨水17直接冷卻到工藝要求溫度。循環(huán)稀氨水17的冷卻用 低溫水冷卻器5冷卻。預(yù)冷后的煤氣11進(jìn)入脫硫塔2用循環(huán)脫硫液12進(jìn)行脫硫，煤氣11 脫硫采用催化氧化法，以焦化氨為堿源。氨源來(lái)自焦化廠自產(chǎn)的煤氣、濃氨水、剩余氨水。脫 硫后的煤氣11進(jìn)入水洗氨塔3用稀氨水15或軟水14吸收氨。水洗氨塔3排出的煤氣11 直接進(jìn)入粗苯吸收塔。吸氨后的富氨水20送去蒸氨塔4蒸餾，得濃氨水或濃氨汽16，部分 補(bǔ)充入循環(huán)脫硫液，其余部分可與氨分解工藝聯(lián)合，或與無(wú)水氨工藝聯(lián)合，或與飽和器硫銨 生產(chǎn)工藝聯(lián)合，可依據(jù)市場(chǎng)和產(chǎn)品方案選擇后續(xù)聯(lián)合工藝。蒸氨塔4后的廢水13部分補(bǔ)充 水洗氨塔3作洗氨水，剩余部分排向生化污水處理系統(tǒng)。脫硫再生可以是兩塔式工藝，可以是一塔一槽式工藝，也可以是一塔式工藝。洗氨可采用一個(gè)塔三段洗氨，也可以采用兩塔五段洗氨。以一塔三段式洗氨為例， 最先與煤氣接觸洗氨的循環(huán)富氨水15在循環(huán)中分出部分富氨水20送去蒸氨塔4作蒸氨原 料富氨水。水洗氨塔3第二段循環(huán)氨水是半富氨水14，在循環(huán)中分出部分半富氨水作為第 一段的補(bǔ)充洗氨水。煤氣11離開(kāi)水洗氨塔3前用來(lái)自蒸氨塔4的蒸氨廢水13作最后一級(jí) 洗氨水，保證塔后煤氣含氨量小于0. 03g/m3。這三級(jí)循環(huán)洗氨水在循環(huán)中經(jīng)過(guò)循環(huán)富氨水 冷卻器6、循環(huán)半富氨水冷卻器7和洗氨汽提水冷卻器8和貧/富氨水換熱器10進(jìn)行冷卻。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于包括脫硫方法和脫氨方法， 焦?fàn)t煤氣脫硫采用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦?fàn)t煤氣脫硫前先進(jìn)行冷卻洗萘，接 著脫硫，脫硫后進(jìn)行水洗脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來(lái)源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于所述的冷 卻洗萘包括油洗和水冷卻兩段，油洗包括油冷卻和油洗萘，水冷卻為煤氣水直冷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于所述 的冷卻洗萘操作溫度，洗萘油溫度控制在30 35°C范圍內(nèi)，預(yù)冷控制在30°C以內(nèi)。
4.一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在于包括依次連接的 油洗萘預(yù)冷塔、脫硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔；在所述的油洗萘預(yù)冷塔上設(shè)置有預(yù)冷循環(huán)氨水 冷卻器；在所述的水洗氨塔上設(shè)置有循環(huán)富氨水冷卻器、循環(huán)半富氨水冷卻器和洗氨汽提 水冷卻器；在所述的蒸氨塔的頂端出口設(shè)置有濃氨汽冷凝冷卻器，在所述的濃氨汽冷凝冷 卻器上設(shè)有濃氨水或濃氨汽管路與脫硫塔相通；在所述的水洗氨塔和蒸氨塔連接管路上設(shè) 置有貧/富氨水換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在 于所述的油洗萘預(yù)冷塔由立管式間接冷卻器和直冷噴灑器構(gòu)成；洗油在冷卻的同時(shí)進(jìn)行 洗滌煤氣萘；油氣接觸方式為空噴式、填料式或液膜式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在 于所述的立管式間接冷卻器的間冷式立管為園形管或方形管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在 于所述的蒸氨塔為揮發(fā)性氨蒸餾塔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在于從揮發(fā)性氨蒸餾塔排出的蒸氨廢水含氨量為0. 05%以下，部分蒸氨廢水循環(huán)返回洗氨
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種焦?fàn)t煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法及其專用裝置。該方法包括脫硫方法和脫氨方法，焦?fàn)t煤氣脫硫采用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦?fàn)t煤氣脫硫前先進(jìn)行冷卻洗萘，接著脫硫，脫硫后進(jìn)行水洗法脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來(lái)源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。該專用裝置包括依次連接的油洗萘預(yù)冷塔、脫硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔。本發(fā)明的聯(lián)合工藝具有高效，節(jié)能，較低投資，較低操作費(fèi)用特點(diǎn)。濃氨水循環(huán)過(guò)程具有吸收和脫除硫化氫的功能。這種脫硫脫氨聯(lián)合工藝具有兩次脫硫作用。另外，本發(fā)明工藝采用的煤氣洗萘預(yù)冷塔是具有洗萘和冷卻煤氣功能，而且洗萘采用噴灑吸收和液膜吸收和冷卻相結(jié)合的形式，提高洗萘和預(yù)冷效果。
文檔編號(hào)C10K1/18GK102061197SQ20111002558
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者崔平, 張超群, 袁長(zhǎng)勝 申請(qǐng)人:江蘇中顯集團(tuán)有限公司