一种焦炉煤气的净化系统的制作方法

本发明涉及煤气净化，尤其涉及一种焦炉煤气的净化系统。

背景技术：

1、目前焦炉气净化处理工艺较多，一般是作为原料增压后送至净化装置，焦炉气中会夹带有焦油、苯、萘等杂质组分，压缩机内部流道狭小，焦炉气中含有的焦油、萘等杂质组分更容易在压缩机缸内黏结、沉积，焦炉气中焦油、萘等杂质会引起压缩机的流道堵塞，压缩机打气量和压比小于设计值，触发压缩机防喘振保护系统而跳车，致使焦炉气压缩机连续运行周期短至数月到半年，停车清理频率过大，造成较大的经济损失；

2、同时，目前工业化的从混合气体中提纯co的技术有铜氨液法、cosorb法、深冷分离法和变压吸附法（psa法），变压吸附法（psa法）是一种新的气体分离技术并得到广泛应用，该法是利用混合气体中的各组分的沸点的不同，在低温下将co冷凝成液态从而得以分离，该技术不足之处在于：必须脱除原料气中水和co2，使其含量小于1ppm，否则在低温下堵塞管道，由此，如何将煤气净化处理和混合气体分离相结合，获得更加经济、高效的方法，是待需解决的问题，因此，本发明提出一种焦炉煤气的净化系统以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种焦炉煤气的净化系统，该焦炉煤气的净化系统实现煤气净化处理和混合气体分离相结合，更加经济、高效。

2、为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种焦炉煤气的净化系统，包括脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块，所述脱硫模块采用hpf工艺对焦炉煤气中硫组分进行脱除，所述除杂模块采用tsa变温吸附工艺，脱除焦炉煤气中的杂质组分，所述压缩模块用于对杂质脱除后的净化气进行离心压缩；

3、所述后处理模块包括冷箱、psa氢提纯模块和tsa干燥模块，所述冷箱用于对离心压缩后的净化气进行换热和深冷分离，完成h2、co、ch4和n2的分离，出冷箱的h2送至psa氢提纯模块进行提纯和tsa干燥模块进行干燥，出冷箱的co送至下游碳酸二甲酯dmc合成工段，出冷箱的ch4用于lng生产。

4、进一步改进在于：所述脱硫模块为脱硫塔，用于控制煤气中萘的饱和含量0.43～0.54g/m3，焦油＜100mg/m3，硫含量＜10ppm。

5、进一步改进在于：所述除杂模块包括吸附分离反应器组和变压吸附器组，所述变压吸附器组用于适配tsa变温吸附工艺，通过控制不同的吸附压力吸附焦炉煤气中的杂质组分，包括焦油、萘、苯、氨，被吸附除杂后的气体穿过变压吸附器组输出至吸附分离反应器组。

6、进一步改进在于：所述变压吸附器组通过关闭吸附床压力、升高床层温度至80-99℃，配合采用净化液冲洗的工序使吸附剂上的杂质组份脱附解吸，从而使吸附剂获得再生。

7、进一步改进在于：所述吸附分离反应器组采用活性炭和13x分子筛构建复合床层吸附器，配合三塔吸附流程对煤气中的水、co2和重烃进行脱除，脱除后的净化气进入压缩模块。

8、进一步改进在于：所述复合床层吸附器接入三塔吸附流程中的吸附塔，利用吸附塔中的吸附尾气和低压氮气混合进行吸附剂的再生。

9、进一步改进在于：所述压缩模块包括气体缓存罐、气体压缩机，所述气体压缩机用于对脱除后的净化气进行离心压缩，所述气体缓存罐用于对离心压缩后的净化气进行临时储存。

10、进一步改进在于：所述冷箱的排出端设有气体纯度分析仪，且气体纯度分析仪用于对排出h2、co、ch4进行储存检测，并反馈数据给控制中心。

11、进一步改进在于：所述控制中心内置总管软件，用于采集脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块运行过程中的所有参数，以及冷箱排出端排出气体的纯度，在排出气体的纯度出现异常时，根据脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块的参数变化，确定故障模块的位置。

12、本发明的有益效果为：

13、1、本发明采用tsa除杂处理、深冷分离、psa氢提纯、tsa干燥的手段，在现有焦炉煤气除杂工艺基础上，利用tsa变温吸附技术，深度脱除其中的焦油、苯、萘等杂质组分，在冷箱中经换热和深冷分离，完成h2、co、ch4和n2的分离，出冷箱的h2送至psa氢提纯和tsa干燥，出冷箱的co送至下游碳酸二甲酯dmc合成工段，出冷箱的ch4用于lng生产，从而实现煤气净化处理和混合气体分离相结合，更加经济、高效。

14、2、本发明采用活性炭和13x分子筛的复合床层吸附器，采用三塔流程对水、co2和重烃组分进行有效脱除，避免原料气液化温度低导致设备冻堵。

15、3、本发明通过降低吸附床压力、升高床层温度，并采用冲洗手段使变压吸附器吸附剂杂质组份脱附解吸，从而使吸附剂获得再生，利用吸附塔中的吸附尾气和低压氮气混合进行复合床层吸附器的吸附剂再生，便于循环高效使用。

16、4、本发明通过总管软件采集脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块运行过程中的所有参数，以及冷箱排出端排出气体的纯度，在排出气体的纯度出现异常时，根据脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块的参数变化，确定故障模块的位置，功能多样化。

技术特征：

1.一种焦炉煤气的净化系统，包括脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块，其特征在于：所述脱硫模块采用hpf工艺对焦炉煤气中硫组分进行脱除，所述除杂模块采用tsa变温吸附工艺，脱除焦炉煤气中的杂质组分，所述压缩模块用于对杂质脱除后的净化气进行离心压缩；

2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述脱硫模块为脱硫塔，用于控制煤气中萘的饱和含量0.43～0.54g/m3，焦油＜100mg/m3，硫含量＜10ppm。

3.根据权利要求2所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述除杂模块包括吸附分离反应器组和变压吸附器组，所述变压吸附器组用于适配tsa变温吸附工艺，通过控制不同的吸附压力吸附焦炉煤气中的杂质组分，包括焦油、萘、苯、氨，被吸附除杂后的气体穿过变压吸附器组输出至吸附分离反应器组。

4.根据权利要求3所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述变压吸附器组通过关闭吸附床压力、升高床层温度至80-99℃，配合采用净化液冲洗的工序使吸附剂上的杂质组份脱附解吸，从而使吸附剂获得再生。

5.根据权利要求4所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述吸附分离反应器组采用活性炭和13x分子筛构建复合床层吸附器，配合三塔吸附流程对煤气中的水、co2和重烃进行脱除，脱除后的净化气进入压缩模块。

6.根据权利要求5所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述复合床层吸附器接入三塔吸附流程中的吸附塔，利用吸附塔中的吸附尾气和低压氮气混合进行吸附剂的再生。

7.根据权利要求6所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述压缩模块包括气体缓存罐、气体压缩机，所述气体压缩机用于对脱除后的净化气进行离心压缩，所述气体缓存罐用于对离心压缩后的净化气进行临时储存。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述冷箱的排出端设有气体纯度分析仪，且气体纯度分析仪用于对排出h2、co、ch4进行储存检测，并反馈数据给控制中心。

9.根据权利要求8所述的一种焦炉煤气的净化系统，其特征在于：所述控制中心内置总管软件，用于采集脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块运行过程中的所有参数，以及冷箱排出端排出气体的纯度，在排出气体的纯度出现异常时，根据脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块的参数变化，确定故障模块的位置。

技术总结
本发明提供了一种焦炉煤气的净化系统，涉及煤气净化技术领域，包括脱硫模块、除杂模块、压缩模块和后处理模块，所述脱硫模块采用HPF工艺对焦炉煤气中硫组分进行脱除，所述除杂模块采用TSA变温吸附工艺，脱除焦炉煤气中的杂质组分，所述压缩模块用于对杂质脱除后的净化气进行离心压缩；所述后处理模块包括冷箱、PSA氢提纯模块和TSA干燥模块；本发明采用TSA除杂处理、深冷分离、PSA氢提纯、TSA干燥手段，在现有焦炉煤气除杂工艺基础上，利用TSA变温吸附技术，深度脱除其中的焦油、苯、萘等杂质组分，在冷箱中经换热和深冷分离，完成H<subgt;2</subgt;、CO、CH<subgt;4</subgt;和N<subgt;2</subgt;的分离，实现煤气净化处理和混合气体分离相结合，经济高效。

技术研发人员：王显,陈坤,刘奎,李昕,李亚东,陈圆弟,赵登云
受保护的技术使用者：临涣焦化股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17