一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，该工艺以气化炉生产的粗煤气分别经废热锅炉和气化煤气净化装置后，一部分作为热解回炉气用，另一部分经脱硫装置作为合成气用；热解荒煤气经热解煤气净化装置后，分两股分别经脱硫脱碳装置脱硫和脱硫脱碳后，脱硫后的一股作为热解炉回炉气用，脱硫脱碳的一股热解气进入冷箱，分离甲烷得到LNG/CNG产品；剩余富氢和富一氧化碳一股经变压吸附提氢后，氢进入压缩机与来自空分的氮气汇合进入压缩机，然后进入合成氨催化合成装置得到合成氨产品，变压吸附解吸气体分别与另一股富氢气体和剩余富一氧化碳气体以及以上来源于气化的合成气汇合，一并进入压缩机，然后经催化合成装置可分别合成CNG/醇/醚等产品。本发明提供了一种最大限度的实现热解高品质煤气合理利用的新型气化与热解耦合煤气多联产工艺。
【专利说明】
一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种焦炉煤气和纯氧气化煤气耦合共制合成气生产醇、醚及LNG/CNG等产品的新型气化与热解耦合煤气多联产工艺。
【背景技术】
[0002]煤气多联产工艺中:一类是以煤为原料热解制气的方法，把热解煤气先经净化装置处理后再经催化转化法制备合成气生产下游产品；另一类是以煤、兰炭或焦炭为原料的气化制气的放法，把气化气先经净化装置处理后再经变换装置制备合成气生产下游产品。
[0003]热解煤气以焦炉煤气为例，其主要成分为:CH422?28%，出55?60 %，C05~8%，C02~4%，发热量约4000kcal/m3，不仅由于其富含甲烷是优质的燃料气体，更由于其氢气含量高是宝贵的化工合成原料。目前，以焦炉气制合成气多联产中，主要采用的制合成气方法有:催化蒸汽转化、催化部分氧化和非催化部分氧化法；而这些方法中存在的问题有:①使用催化剂，②消耗大量热量，③产品中氢碳比偏高，弛放气中含大量氢气，且排放量大，氢气资源利用不够合理。
[0004]因此，如何科学合理地将焦炉气进行成分分割利用，是焦化行业亟待解决的问题。
[0005]气化煤气以焦炭为原料，采用纯氧固定床连续气化制气为例，其主要成分是CH4?1.27%，H2?44.35%，C035.73%，⑶2?19.3%，发热量2300?2600kcal/m3，由于其一氧化碳和氢气成分含量高是很好的合成气原料气，但由于气化产品气中一氧化碳与氢气比偏高，合成下游产品过程中，需要将部分一氧化碳经变换反应转变为二氧化碳排放至大气中，来优化碳氢比，该过程造成了碳资源的浪费。
[0006]由此，结合热解煤气优势和气化煤气优势，对煤气进行整体分割利用，可避免热解煤气催化转化单元的高能耗和产品气氢碳比高的难题，以及可避免气化煤气中变换单元造成的碳资源排放浪费的难题，是实现碳氢资源综合利用的有效途径。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服上述现有技术中两种独立途径制备合成气生产下游产品过程中碳氢资源利用不合理的问题提供一种最大限度的实现热解高品质煤气合理利用的新型气化与热解耦合煤气多联产工艺。
[0008]本发明的技术方案是这样实现的:一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，该工艺以气化炉生产的粗煤气为原料，分别经废热锅炉、气化煤气净化装置和气化煤气脱硫装置后，一部分作为热解回炉气用，另一部分作为合成气用;热解荒煤气经热解煤气净化装置后，分两股分别经脱硫脱碳装置脱硫和脱硫脱碳，脱硫后的一股作为热解炉回炉气用，另一股脱硫脱碳后的热解气进入冷箱装置分离甲烷得到LNG/CNG产品；剩余富氢和富一氧化碳两股热解气体，其中富氢热解气体分两股，一股经变压吸附提氢后，氢进入压缩机与来自空分的氮气汇合，然后进入合成氨催化合成装置得到合成氨产品；变压吸附解吸气体分别与另一股富氢气体和剩余富一氧化碳气体以及以上来源于气化的合成气汇合，一并进入压缩机，然后经催化合成装置合成CNG、醇或醚产品;催化合成后的驰放气经变压吸附提氢后，氢气用于进入合成氨压缩机用于合成氨，剩余气体循环利用。
[0009]所述气化炉主要为纯氧固定床气化，其它气化技术也同样适用，所用原料主要有原煤、兰炭和焦炭，所用气化氧化剂主要有纯氧、二氧化碳和水蒸汽;所述热解装置主要为焦炉;所述气化煤气主要成分为:CH4?1.9%，H2~41%，C0~37%，C02?18%;热解煤气主要成分为:CH422~28%，H255~60 %，C05~8%，CO2?4%。
[0010]热解煤气脱硫脱碳装置技术主要为低温甲醇洗技术，其它活化MDEA技术和NHD技术同样适用；其中，热解煤气分两股分别进入脱硫脱碳装置，其中回炉煤气仅进行脱硫，另一股进行脱硫脱碳，脱出的二氧化碳与来自空分的纯氧进入气体混合罐混合后再进入气化炉，产生一氧化碳;气化煤气脱硫装置技术主要有湿法脱硫和干法脱硫，低温甲醇洗等也同样适用；气化脱硫装置和脱硫脱碳装置脱出的硫进入硫回收装置用于生产硫磺或硫酸产品O
[0011]部分气化煤气顶替部分热解煤气用于热解装置回炉加热使用，其混合煤气热值不小于 3000kcal/m3。
[0012]所述催化合成技术主要有甲烷合成技术、甲醇合成技术、乙二醇合成技术和二甲醚合成技术。
[0013]本发明的技术方案产生的积极效果如下:①用较低品质的气化煤气顶替部分热解煤气燃烧，最大限度的实现热解高品质煤气的合理利用;②净化后的热解煤气依次经脱硫脱碳装置和冷箱装置分离出甲烷气体、富氢气气体和富一氧化碳气体，甲烷气体用于生产LNG/CNG，富氢气气体分两股，一股经变压吸附提氢后氢气用于生产合成氨等，剩余的解吸气分别与另一股富氢气气体以及富一氧化碳气和净化后的气化煤气汇合，再经压缩后用于生产下游产品，不仅充分利用了热解其中高品质的甲烷气体，也充分结合了热解气富氢和气化气富碳的优势;③脱硫脱碳装置脱出的二氧化碳作为气化氧化剂用于气化炉气化，避免了碳排放。
【附图说明】
[0014]图1为本发明新型气化与热解耦合煤气多联产工艺的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015]本发明结合附图及实施例能够对本发明作出进一步的详细说明。
[0016]—种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，如图1所示，以生产冶金焦130万吨/年，焦炉煤气约6万立方米/小时，纯氧固定床气化设备生产气化煤气3.2万立方米/小时，甲醇约10万吨/年，合成氨约5万吨/年，LNG7?8万吨/年的企业为例实现的。
[0017]本发明的实施方法是将气化炉生产的粗煤气3.2万立方米/小时分别经废热锅炉、气化煤气净化装置和气化煤气脱硫装置后，一部分约2.2万立方米/小时作为热解回炉气用，另一部分约I万立方米/小时经脱硫装置后，作为合成气用；热解荒煤气约6万立方米/小时经热解煤气净化装置后，分两股分别经脱硫脱碳装置脱硫和脱硫脱碳后，脱硫后的一股约I万立方米/小时作为热解炉回炉气用，另一股约5万立方米/小时脱硫脱碳后的热解气约4.7万立方米/小时进入冷箱装置，分离甲烷得到9.05吨/小时LNG/CNG产品，剩余富氢3.2万立方米/小时和富一氧化碳0.3万立方米/小时两股热解气体，其中富氢热解气体分两股，一股约1.3万立方米/小时经变压吸附提氢后，氢约I万立方米/小时进入压缩机与来自空分的氮气汇合进入压缩机，然后进入合成氨催化合成装置得到合成氨产品，变压吸附解吸气体0.3万立方米/小时分别与另一股1.9万立方米/小时富氢气体和剩余0.3万立方米/小时富一氧化碳气体以及以上来源于气化的约I万立方米/小时合成气汇合，一并进入压缩机，然后经催化合成装置可合成约12.58吨/小时的甲醇产品；催化合成后的约0.78万立方米/小时驰放气经变压吸附提氢后，氢气约0.3万立方米/小时用于进入合成氨压缩机用于合成氨，剩余气体循环利用。其中，脱硫脱碳装置脱出的二氧化碳约0.17万立方米/小时与来自空分的纯氧0.7万立方米/小时进入混合罐混合后进入气化装置;气化脱硫装置和脱硫脱碳装置脱出的硫进入硫回收装置可用于生产硫磺或硫酸1.48吨/小时产品。
[0018]按照上述实施方法，气化煤气组成H2~41%，C0~37%，CH4?1.9%，C02?18%;焦炉煤气组成 H2?57%，C08.5%，CH4~22%，C02~3.7%，CnHm?2%。
【主权项】
1.一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，其特征在于:该工艺以气化炉生产的粗煤气为原料，分别经废热锅炉、气化煤气净化装置和气化煤气脱硫装置后，一部分作为热解回炉气用，另一部分作为合成气用;热解荒煤气经热解煤气净化装置后，分两股分别经脱硫脱碳装置脱硫和脱硫脱碳，脱硫后的一股作为热解炉回炉气用，另一股脱硫脱碳后的热解气进入冷箱装置分离甲烷得到LNG/CNG产品；剩余富氢和富一氧化碳两股热解气体，其中富氢热解气体分两股，一股经变压吸附提氢后，氢进入压缩机与来自空分的氮气汇合，然后进入合成氨催化合成装置得到合成氨产品;变压吸附解吸气体分别与另一股富氢气体和剩余富一氧化碳气体以及以上来源于气化的合成气汇合，一并进入压缩机，然后经催化合成装置合成CNG、醇或醚产品；催化合成后的驰放气经变压吸附提氢后，氢气用于进入合成氨压缩机用于合成氨，剩余气体循环利用。2.根据权利要求1所述的一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，其特征在于:所述气化炉主要为纯氧固定床气化，其它气化技术也同样适用，所用原料主要有原煤、兰炭和焦炭，所用气化氧化剂主要有纯氧、二氧化碳和水蒸汽;所述热解装置主要为焦炉;所述气化煤气主要成分为:(^4~1.9%，!12~41%，0)~37%，0)2~18%;热解煤气主要成分为:01422~28%，!1255?60 %，C05~8%，C02~4%o3.根据权利要求1所述的一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，其特征在于:热解煤气脱硫脱碳装置技术主要为低温甲醇洗技术，其它活化MDEA技术和NHD技术同样适用;其中，热解煤气分两股分别进入脱硫脱碳装置，其中回炉煤气仅进行脱硫，另一股进行脱硫脱碳，脱出的二氧化碳与来自空分的纯氧进入气体混合罐混合后再进入气化炉，产生一氧化碳;气化煤气脱硫装置技术主要有湿法脱硫和干法脱硫，低温甲醇洗等也同样适用；气化脱硫装置和脱硫脱碳装置脱出的硫进入硫回收装置用于生产硫磺或硫酸产品。4.根据权利要求1所述的一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，其特征在于:部分气化煤气顶替部分热解煤气用于热解装置回炉加热使用，其混合煤气热值不小于3000kcal/m3。5.根据权利要求1所述的一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺，其特征在于:所述催化合成技术主要有甲烷合成技术、甲醇合成技术、乙二醇合成技术和二甲醚合成技术。
【文档编号】C01B17/74GK105883851SQ201610212127
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】李红超, 任云亮, 彭亚伟, 张洪恩, 毕雅梅, 牛鑫, 余远航, 郝瑛轩
【申请人】河南中鸿集团煤化有限公司