含油煤气净化系统及含油煤气净化方法与流程

1.本公开涉及煤气热解产品回收技术领域，尤其涉及一种含油煤气净化系统及含油煤气净化方法。


背景技术：

2.在煤炭化工领域中，煤热解技术因其能够实现煤炭的梯级利用，受到越来越多的关注。加氢气化联产芳烃及甲烷技术是一种新型煤热解技术，能够在热解过程中实现产品加氢及部分气化过程，使得产品产率及质量远优于其他技术。
3.目前采用的油品分离方式采用低温甲醇洗粗煤气，例如针对入口气体温度为0
°
的含萘粗煤气进行脱萘工艺，由于工艺和温度限制，导致得到的分离油品产品单一，后续各油品的分离难度较大，且甲醇消耗量也较大。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种含油煤气净化系统及含油煤气净化方法。
5.第一方面，本公开提供了一种含油煤气净化系统，其包括依次连通的自洗涤塔、甲醇洗涤塔和分离器；
6.所述自洗涤塔具有用于供含油煤气进入的第一煤气进口和第一煤气出口，所述自洗涤塔内具有油品洗涤剂，所述油品洗涤剂用于对所述含油煤气进行洗涤处理，以获得自产油品；
7.所述甲醇洗涤塔具有第二煤气进口和甲醇出口，所述第二煤气进口与所述第一煤气出口连通，以使所述自洗涤塔内的所述含油煤气进入所述甲醇洗涤塔内，所述甲醇洗涤塔内具有甲醇洗液，所述甲醇洗液用于对所述含油煤气进行甲醇洗涤，以获得净化粗煤气和含油甲醇；
8.所述分离器具有供所述甲醇洗涤塔内的所述含油甲醇进入的甲醇进口和第一油品出口，所述甲醇进口与所述甲醇出口连通，所述分离器用于对所述含油甲醇进行分离，以获得自产油品；
9.所述自洗涤塔还设置有第一循环进口，所述分离器上还设置有第一循环出口，所述第一循环出口连通至所述第一循环进口，以使所述分离器内的部分所述自产油品回流至所述自洗涤塔中，以作为所述油品洗涤剂。
10.可选的，所述自洗涤塔内具有相互连通的底部存液室和洗涤区，所述洗涤区位于所述底部存液室的上方；
11.所述第一煤气进口连通至所述底部存液室的上部，所述第一循环进口和所述第一煤气出口连通至所述洗涤区，以使所述含油煤气进入所述底部存液室并经过所述洗涤区后流出。
12.可选的，所述自洗涤塔上还具有第二循环进口和第二循环出口，所述第二循环进
口和所述第二循环出口之间在所述自洗涤塔外相互连通，以使所述自洗涤塔内的所述自产油品自所述第二循环出口流出并自所述第二循环进口重新流入所述自洗涤塔内，为所述自洗涤塔提供所述油品洗涤剂。
13.可选的，所述洗涤区内具有自下向上依次排布的中部洗涤室和顶部洗涤室；
14.所述第二循环出口连通至所述底部存液室，所述第二循环进口连通至所述中部洗涤室，所述第一循环进口连通至所述顶部洗涤室。
15.可选的，所述自洗涤塔上还具有用于供所述自洗涤塔内的所述自产油品排出的第二油品出口；
16.所述第二油品出口处设置有用于对所述自产油品进行水油分离的油水分离罐，所述油水分离罐具有第三油品出口和废水出口，以使所述自产油品中分离出的净化油品自所述第三油品出口处排出，所述自产油品中分离出的废水自所述废水出口排出。
17.可选的，所述含油煤气净化系统还包括第一换热器，所述第一换热器设置在所述第一煤气进口处并连通于所述自洗涤塔内，以对自所述第一煤气进口处进入所述自洗涤塔内的所述含油煤气进行降温。
18.可选的，所述含油煤气净化系统还具有预洗塔和第二换热器，所述预洗塔、所述第二换热器和所述第二煤气进口依次连通设置；
19.所述甲醇洗涤塔还具有第三循环出口，所述第三循环出口连通于所述第二换热器的换热进口，所述第二换热器上具有供所述净化粗煤气排出的粗煤气出口，以对自所述甲醇洗涤塔洗涤后经所述第三循环出口排出的净化粗煤气进行复热，并自所述粗煤气出口处排出。
20.可选的，所述分离器上设置有分离溶液进口和甲醇溶液出口，所述分离溶液进口用于向所述分离器内通入分离溶液，以对所述含油甲醇进行分离，以使分离后的甲醇自所述甲醇溶液出口排出，分离后的所述自产油品自所述第一油品出口排出。
21.可选的，所述含油煤气净化系统还包括用于分离所述含油煤气中的重质油的重质油品分离罐，所述重质油品分离罐具有含油煤气总入口和含油煤气输出口，所述含油煤气输出口与所述第一煤气进口连通，以使分离后的所述含油煤气进入所述自洗涤塔内。
22.第二方面，本公开还提供了一种根据上述的含油煤气净化系统进行的含油煤气净化方法，该含油煤气净化方法包括：
23.将含油煤气经过自洗涤塔的第一煤气进口通入所述自洗涤塔中，通过油品洗涤剂对所述自洗涤塔内的所述含油煤气进行洗涤处理，以获得自产油品；
24.将洗涤处理后的所述含油煤气经过所述自洗涤塔的第一煤气出口和甲醇洗涤塔的第二煤气进口通入所述甲醇洗涤塔中，以在所述甲醇洗涤塔内通过甲醇洗液对所述含油煤气进行甲醇洗涤并获得净化粗煤气和含油甲醇；
25.将含油甲醇经过所述甲醇洗涤塔的甲醇出口和分离器的甲醇进口通入所述分离器中进行甲醇和油品的分离，以获得所述自产油品；
26.将获得的部分所述自产油品通过所述分离器的第一循环出口和所述自洗涤塔的第一循环进口重新通入至所述自洗涤塔中，以使该部分所述自产油品作为所述油品洗涤剂使用。
27.本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
28.本公开提供的含油煤气净化系统及含油煤气净化方法通过设置自洗涤塔和甲醇洗涤塔两部分用于洗涤的结构来对含油煤气进行油品脱除，从而在自洗涤塔和甲醇洗涤塔处均可以获取不同种类的油品，实现了多级冷凝，增加了产油种类，大大减少了后续对析出油品再次进行分离的程序，另外，后续产生的油品还可以循环回自洗涤塔进行洗涤利用，提高了自身利用率，也减少了甲醇的消耗量，大大降低了对洗涤溶剂的依赖，因此，不仅实现了多级冷凝及不同等级的油品获取，还实现了高效洗涤。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
30.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本公开实施例一所述的含油煤气净化系统的结构示意图；
32.图2为本公开实施例二所述的含油煤气净化系统的结构示意图；
33.图3为本公开实施例三所述的含油煤气净化方法的流程图。
34.其中，1、自洗涤塔；11、第一煤气进口；12、第一煤气出口；13、第一循环进口；14、第二循环进口；15、第二循环出口；16、第二油品出口；1a、底部存液室；1b、中部洗涤室；1c、顶部洗涤室；2、甲醇洗涤塔；21、第二煤气进口；22、甲醇出口；23、第三循环出口；3、分离器；31、甲醇进口；32、第一油品出口；33、第一循环出口；34、分离溶液进口；35、甲醇溶液出口；4、高温换热器；5、重质油品分离罐；51、含油煤气总入口；52、含油煤气输出口；53、重质油出口；6、第一换热器；7、油水分离罐；71、第三油品出口；72、废水出口；8、预洗塔；9、第二换热器；91、粗煤气出口。
具体实施方式
35.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.实施例一
38.对于加氢气化过程来说，由于其独特的反应机理作用，可以在热解过程中实现产品加氢及部分气化过程。目前现有的工艺中会采用低温甲醇洗粗煤气用以脱萘的工艺，但是该工艺对入口煤气的要求较为严格，只能针对入口气体温度为0
°
的含萘粗煤气，并且无法解决高温粗煤气中其他重质油品的分离，导致得到的分离油品产品单一，后续各油品的分离难度较大，且甲醇消耗量也较大。
39.针对上述缺陷，本实施例提供的含油煤气净化系统及含油煤气的净化方法，其通过采用多级冷凝以及自产油品循环洗涤工艺，并将循环洗涤工艺与甲醇洗涤工艺相结合，
实现了对高温粗煤气的净化分离，实现了同时得到不同等级产品的效果，其具体结构以及实现方式如下：
40.如图1所示，本实施例提供一种含油煤气净化系统，其包括依次连通的自洗涤塔1、甲醇洗涤塔2和分离器3；
41.自洗涤塔1具有用于供含油煤气进入的第一煤气进口11和第一煤气出口12，自洗涤塔1内具有油品洗涤剂，油品洗涤剂用于对含油煤气进行洗涤处理，以获得自产油品；
42.甲醇洗涤塔2具有第二煤气进口21和甲醇出口22，第二煤气进口21与第一煤气出口12连通，以使自洗涤塔1内的含油煤气进入甲醇洗涤塔2内，甲醇洗涤塔2内具有甲醇洗液，甲醇洗液用于对含油煤气进行甲醇洗涤，以获得净化粗煤气和含油甲醇；
43.分离器3具有供甲醇洗涤塔2内的含油甲醇进入的甲醇进口31和第一油品出口32，甲醇进口31与甲醇出口22连通，分离器3用于对含油甲醇进行分离，以获得自产油品；
44.自洗涤塔1还设置有第一循环进口13，分离器3上还设置有第一循环出口33，第一循环出口33连通至第一循环进口13，以使分离器3内的部分自产油品回流至自洗涤塔1中，以作为油品洗涤剂。
45.含油煤气在进入自洗涤塔1之前，需要经过上游除尘，以避免过多的杂质影响析出油品的质量，并且，在进入自洗涤塔1之前首先进入高温换热器4进行热量回收以降温，一方面使其满足后续油品析出的温度区间，另一方面也可将多余的热量进行回收处理，以方便将回收的热量应用在其他流程中。另外，由于煤气较轻的特点，自洗涤塔1的第一煤气进口11位于自洗涤塔1的下方，第一煤气出口12位于自洗涤塔1的上方，甲醇洗涤塔2的第二煤气进口21位于甲醇洗涤塔2的下方，煤气出口位于甲醇洗涤塔2的上方，并且含油甲醇的出口也位于甲醇洗涤塔2的下方。
46.经过除尘处理的含油煤气，粉尘含量应低于10mg/nm3，同时保证第一煤气进口11处的煤气温度为200-350℃，压力为高压也可以为低压。高温换热器4中采用的换热介质可以为整个工艺过程中需要加热的其他洁净物料，以提高回收利用率。换热介质进入高温换热器4时的温度应不低于80℃。当然，上述数据在其他实施例中也可以根据不同的使用情况进行灵活调整。
47.具体实现时，高温含油粗煤气经过上游除尘后进入高温换热器4进行热量回收并降温后进入该含油煤气净化系统中，利用自洗涤塔1内的油品洗涤剂来对含油煤气进行自洗涤以及降温，洗涤后的自产油品作为产品产出，经过自洗涤塔1洗涤后的含油煤气进一步进入甲醇洗涤塔2中进行最终的洗涤净化。在甲醇洗涤塔2中，净化后的净化粗煤气自甲醇洗涤塔2的顶部采出，含油甲醇进入分离器3进行萃取分离，以得到自产油品。在此处，部分自产油品循环用于自洗涤塔1内，部分自产油品作为产品产出。由于通过自产油品作为油品洗涤剂来进行使用，可以利用油品本身的自我溶解度高的特点，使含油煤气中的油品更容易被采出。
48.在该含油煤气净化系统中，由于温度相对较低，因此采出的油品以轻质油为主，并且沿整个系统的走向，温度为逐级递减，因此，采出的油品也以逐级递减的温度为准来进行分级析出，具体析出的油品种类对于不同的温度区间会有不同的产出效果，此处不做具体限定。
49.该含油煤气净化系统通过设置自洗涤塔1和甲醇洗涤塔2两部分用于洗涤的结构
来对含油煤气进行油品脱除，从而在自洗涤塔1和甲醇洗涤塔2处均可以获取不同种类的油品，实现了多级冷凝，增加了产油种类，大大减少了后续对析出油品再次进行分离的程序，另外，后续产生的油品还可以循环回自洗涤塔1进行洗涤利用，提高了自身利用率，也减少了甲醇的消耗量，大大降低了对洗涤溶剂的依赖，因此，不仅实现了多级冷凝及不同等级的油品获取，还实现了高效洗涤。
50.在此基础上，含油煤气净化系统还包括用于分离含油煤气中的重质油的重质油品分离罐5，重质油品分离罐5具有含油煤气总入口51和含油煤气输出口52，含油煤气输出口52与第一煤气进口11连通，以使分离后的含油煤气进入自洗涤塔1内。含油煤气进入净化系统之前，需要先将其内部含有的重质油从重质油出口53析出，避免影响到后续的轻质油析出的效果，以及避免堵塞管路。
51.重质油品分离罐5位于高温换热器4的下游，即，在对含油煤气进行降温后，其内含的重质油会由于温度降低而从气体中冷凝后析出，在重质油品分离罐5中，重质油会在重力作用下产生气液分离，从而从重质油品分离罐5底部的重质油出口53排出。进一步地，含油煤气经过高温换热器4进行冷却降温并控制出口温度至120-190℃，然后通过重质油品分离罐5实现重质油与含油煤气的分离。
52.重质油品主要为大分子烃类或多环芳烃，如芘、荧蒽、萘、蒽、菲等物质，其混合油品的熔点在100℃以上，与水的相对密度大于1.0。在此基础上，可以使该重质油品分离罐5设置伴热系统，使重质油品分离罐5整体的伴热温度与高温换热器4的出口温度基本一致，确保分离的重质油无二次气化或凝固。
53.对于自洗涤塔1的结构来说，其具有相互连通的底部存液室1a和洗涤区，洗涤区位于底部存液室1a的上方；第一煤气进口11连通至底部存液室1a，第一循环进口13和第一煤气出口12连通至洗涤区，以使含油煤气进入底部存液室1a并经过洗涤区后流出。底部存液室1a相当于自产油品的排出缓冲区，用于存放析出的自产油品，上方的洗涤区则用来起到使油品洗涤剂和含油煤气进行作用的区域，并方便自产油品直接落入底部存液室1a中。对于自洗涤塔1内的对底部存液室1a和洗涤区的区域划分没有具体的限定，可以根据需要灵活调整。
54.在上述基础上，为了进一步提高自洗涤塔1内的油品析出效果，在本实施例中，自洗涤塔1上还具有第二循环进口14和第二循环出口15，第二循环进口14和第二循环出口15之间在自洗涤塔1外相互连通，以使自洗涤塔1内的自产油品自第二循环出口15流出并自第二循环进口14重新流入自洗涤塔1内，为自洗涤塔1提供油品洗涤剂。
55.针对该第二循环方式的设置，将洗涤区内设置为具有自下向上依次排布的中部洗涤室1b和顶部洗涤室1c；第二循环出口15连通至底部存液室1a，第二循环进口14连通至中部洗涤室1b，第一循环进口13连通至顶部洗涤室1c。
56.结合第一循环进口13的设置，自洗涤塔1内的含油煤气经过底部存液室1a后，先经过中部洗涤室1b，在此处通过自洗涤塔1的自产油品作为油品洗涤剂来对含油煤气进行洗涤，然后流向顶部洗涤室1c，顶部洗涤室1c中作为油品洗涤剂的自产油品为最终通过分离器3后得到的自产油品，精度更高，因此，在自洗涤塔1内，含油煤气会经过逐级精度越来越高的析出过程，实现对煤气的洗涤。
57.对于中部洗涤室1b和顶部洗涤室1c的区域划分没有具体的限定，可以根据需要灵
活调整。
58.自洗涤塔1能够脱除绝大部分高沸点油品，甲醇洗涤塔2进行最终洗涤净化，能够脱除温度较低的部分轻质油品。自洗涤塔1全部采用自产油品循环洗涤，因此整体采用逆流洗涤结构。在本实施例中，底部存液室1a的液位不低于0.5m，中部洗涤室1b和顶部洗涤室1c可采用填料或塔盘洗涤结构，并设置相关分布结构。自洗涤塔1内洗出的自产油品主要包含c2-c20的烷烃、芳烃及少量水，其中苯含量不低于20％，整体熔点不大于40℃，与水的相对密度小于1.0，水含量不应大于20％。经循环的自产油品温度不大于80℃，若温度过高可增加油品冷却器进行间接冷却降低温度，水含量过大可通过部分采出或增加油水分离设备来降低其含水量。另外，在自洗涤塔1上用于供自洗涤塔1内的自产油品排出的为第二油品出口16。
59.含油煤气经过自洗涤塔1进行洗涤后进入甲醇洗涤塔2中进行最终洗涤净化，本实施例中，含油煤气进入甲醇洗涤塔2的温度应不大于60℃，优选控制温度不大于40℃，并且在甲醇洗涤塔2中与甲醇溶液进行逆流洗涤，洗涤后的含油甲醇通过甲醇出口22并经过管道进入分离器3中进行萃取分离。
60.用于洗涤的低温甲醇溶液对含油煤气进行洗涤后，使其脱除了二氧化碳、硫化物等酸性物质。甲醇溶液选用贫甲醇，温度小于-60℃，甲醇洗涤塔2为立式洗涤塔，可采用填料或塔盘结构。
61.分离器3上设置有分离溶液进口34和甲醇溶液出口35，分离溶液进口34用于向分离器3内通入分离溶液，以对含油甲醇进行分离，以使分离后的甲醇自甲醇溶液出口35排出，分离后的自产油品自第一油品出口32排出。
62.分离溶液可采用脱盐水，利用甲醇在油水两相中的溶解度不同，提高甲醇水及油品的密度差来实现油水分离。萃取后的甲醇自甲醇溶液出口35排出，分离后的自产油品一部分自第一油品出口32排出，一部分回流至自洗涤塔1中作为油品洗涤剂来进行使用。
63.经分离器3萃取后的自产油品主要包含c2-c12的轻质烷烃及芳烃，其中苯含量不低于50％，与水的相对密度小于1.0。经分离器3循环回的自产油品温度不大于40℃，若温度过高可增加油品冷却器进行间接冷却降低温度。
64.在本实施例中，换热器全部采用管壳式换热器结构，流通效果好，各个进出口之间通过管路连接，并且整个净化系统采用立式布置，含油煤气底进顶出。
65.实施例二
66.如图2所示，本实施例中的含油煤气净化系统，在实施例一提供的净化系统的基础上，为了更好地实现油品的分段冷凝以及油品的自循环工艺，降低甲醇消耗，实现能量回收的最大化，可进一步优化工艺系统：
67.使含油煤气净化系统还包括第一换热器6，第一换热器6设置在第一煤气进口11处并连通于自洗涤塔1内，以对自第一煤气进口11处进入自洗涤塔1内的含油煤气进行降温。该第一换热器6可为中温换热器，使含油煤气进入自洗涤塔1前先进行预换热，降低含油煤气的温度并回收含油煤气的热量，在该第一换热器6内完成换热的含油煤气温度降低至80-120℃。第一换热器6可采用管壳式换热器结构，换热介质为装置工艺余需加热的洁净物料，并且换热介质的入口温度不低于40℃。
68.第二油品出口16处设置有用于对自产油品进行水油分离的油水分离罐7，油水分
离罐7具有第三油品出口71和废水出口72，以使自产油品中分离出的净化油品自第三油品出口71处排出，自产油品中分离出的废水自废水出口72排出。
69.另外，含油煤气净化系统还具有预洗塔8和第二换热器9，预洗塔8、第二换热器9和第二煤气进口21依次连通设置；甲醇洗涤塔2还具有第三循环出口23，第三循环出口23连通于第二换热器9的换热进口，第二换热器9上具有供净化粗煤气排出的粗煤气出口91，以对自甲醇洗涤塔2洗涤后经第三循环出口23排出的净化粗煤气进行复热后自粗煤气出口91处排出。预洗塔8和第二换热器9用于实现降低甲醇消耗量，回收煤气冷量的目的。经过自洗涤塔1洗涤后的含油煤气先进入预洗塔8进行洗涤，利用甲醇对油品的溶解作用实现初步脱除，待含油煤气温度降低至0-40℃后进入甲醇洗涤塔2进行净化洗涤。处于-50至-30℃的净化粗煤气被复热至0℃以上排出系统。
70.预洗塔8内的甲醇溶液可采用常温甲醇、低温甲醇和贫甲醇，甲醇质量含量应低于90％。
71.实施例三
72.本实施例提供了一种根据上述的含油煤气净化系统进行的含油煤气净化方法，该方法由上述实施例提供的含油煤气净化系统的全部或者部分执行，以实现对含油煤气中油品的分离。
73.结合图3所示，下面通过具体的实施例对该净化方法进行说明，该含油煤气净化方法包括：
74.步骤101、将含油煤气经过自洗涤塔的第一煤气进口通入自洗涤塔中，通过油品洗涤剂对自洗涤塔内的含油煤气进行洗涤处理，以获得自产油品；
75.步骤102、将洗涤处理后的含油煤气经过自洗涤塔的第一煤气出口和甲醇洗涤塔的第二煤气进口通入甲醇洗涤塔中，以在甲醇洗涤塔内通过甲醇洗液对含油煤气进行甲醇洗涤并获得净化粗煤气和含油甲醇；
76.步骤103、将含油甲醇经过甲醇洗涤塔的甲醇出口和分离器的甲醇进口通入分离器中进行甲醇和油品的分离，以获得自产油品；
77.步骤104、将获得的部分自产油品通过分离器的第一循环出口和自洗涤塔的第一循环进口重新通入至自洗涤塔中，以使该部分自产油品作为油品洗涤剂使用。
78.通过该净化方法并结合上述净化系统，能够实现对含油煤气中油品的分级冷凝，同时降低了甲醇消耗量，大大提高了分离效率。
79.该方法内涉及的其他技术特征与上述实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照实施例一的描述。
80.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
81.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公
开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。