，再经精脱焦油萘、变温吸附、精脱硫、超精净化，避免了杂质对设备的影响，所制取的冶金还原气完全满足各种还原铁技术的要求。
[0025](2)深度净化系统温度易于控制。精脱硫分为预加氢、一级加氢、二级加氢，不仅能够有效地将H2S及有机硫脱除至要求指标，而且有效避免了加氢脱硫造成的飞温。
[0026]( 3)实现工业排放气综合利用，经济环保。整个工艺过程无连续污染物排放，硫、焦油及粉尘均得到固化收集。装置具有运行稳定，可靠性高、热量利用率高的优点，达到工业排放气回收利用、节能减排、变废为宝的效果。
[0027](4)气源有保障。解决了在天然气匮乏地区炼铁行业所采用直接还原铁技术的还原气来源问题，弥补了天然气价格过高造成还原铁技术经济性差的缺陷。同时为焦炉煤气综合利用拓展出了新的使用方向。。
[0028]
【附图说明】
[0029]图1为本申请的工艺流程示意图。
[0030]
【具体实施方式】
[0031]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0032]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0033]实施例1:
一种利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，所述工艺的具体步骤如下: (I)预净化
焦炉煤气流量为25000Nm3/h，其中，以体积比计，H2含量为54.79%，0)含量为8.97%，014含量为25.80%，C02含量为2.99%，N2含量为3.98%，多碳烃含量为2.49%，O2含量为0.60%，总体积百分含量之和为100%。杂质含量为:苯、甲苯含量约4000mg/Nm3，萘含量约200mg/Nm3，焦油及粉尘含量约120mg/Nm3，氨含量约48mg/Nm3，H2S含量约200mg/Nm3，有机硫含量约300mg/Nm3。该组成的原料焦炉煤气温度40°C，压力7kPa，进入预净化装置，利用焦炭的吸附性将焦油含量降至4mg/Nm3以下，萘含量降至10mg/Nm3以下。
[0034](2)气柜
第(I)步完成后，焦炉煤气进入气柜。
[0035](3)压缩
第(2)步气柜出来的焦炉煤气经压缩机增压至0.2MPa，除工艺流程本身的压力损失外，后续工序的操作压力均在这一压力下进行。
[0036](4)深度净化
第(3)步完成后，焦炉煤气再进行深度净化。所述的深度净化主要采用碳基吸附剂进一步脱除焦油、萘，使其脱除指标分别达到焦油小于lmg/Nm3，萘指标小于lmg/Nm3。第二部分采用湿法脱硫粗脱硫，在40°C下将H2S和有机硫的硫含量降低至10mg/Nm3。
[0037](5)变温吸附
第(4)步完成后，焦炉煤气进入变温吸附单元。本单元采用常温吸附、升温脱附的操作方法使原料气中的苯和氨的含量小于10mg/Nm3。吸附剂采用改性硅胶和特种活性炭复合吸附剂，所述变温吸附净化吸附操作温度为常温，吸附剂再生需要加热。
[0038](6)脱硫
I)预加氢、一级加氢转化
预加氢转化、一级加氢转化现阶段均用铁-钼转化催化剂，预加氢后，有机硫含量小于100mg/Nm3，氧气几乎被全部脱除。一级加氢后，有机硫含量小于10mg/Nm3。
[0039]2) 二级加氢转化
二级加氢转化催化剂选用钴-钼转化催化剂，二级加氢后，有机硫含量小于lmg/Nm3。
[0040]3)精脱硫
精脱硫选用氧化梓脱硫剂。精脱硫后，有机硫和H2S的总硫含量小于0.lmg/Nm3。
[0041 ] (7)超精净化
第(6)步完成后，焦炉煤气进入超精净化，脱除焦炉气中剩余的微量杂质和硫。超精后硫含量小于20ppb。
[0042](8)甲烧化
第(7)步完成后，将原料气经加热到280°C进入甲烷化反应器甲烷化，控制甲烷化反应器出口温度小于450°C。
[0043]采用甲烷化技术后的产品气体积比，CH4含量为72.10%，H2含量为20.30%，N2含量为6.63%，同时副产蒸汽4.5t/h，该产品气满足Midrex直接还原铁技术对气源的要求。
[0044]实施例2:
一种利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，同实施例1，其中改变以下步骤:
第(8)步中，将原料气经加热到290°C进入甲烷化反应器甲烷化，控制甲烷化反应器出口温度小于480°C。
[0045]采用甲烷化技术后的产品气体积比，CH4含量为72.10%，H2含量为20.30%，N2含量为6.63%，同时副产蒸汽5.lt/h，该产品气满足Midrex直接还原铁技术对气源的要求。
[0046]实施例3:
一种利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，同实施例1，其中:
第(2)步气柜出来的焦炉煤气经压缩机增压至1.0MPa，除工艺流程本身的压力损失外，后续工序的操作压力均在这一压力下进行。
[0047]第(8)步中，将原料气经加热到300°C进入甲烷化反应器甲烷化，控制甲烷化反应器出口温度小于500°C。
[0048]采用甲烷化技术后的产品气体积比，CH4含量为72.10%，H2含量为28.33%，N2含量为7.74%，同时副产蒸汽5.8t/h，该产品气满足Midrex直接还原铁技术对气源的要求。
[0049]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于该工艺依次包括以下步骤:预处理、气柜、增压、深度净化、变温吸附、脱硫、超精净化、甲烷化，具体步骤如下: 焦炉气经预净化使其满足焦油含量降至4mg/Nm3以下，萘含量降至10mg/Nm3以下，然后送入气柜； 气柜出来的焦炉煤气经压缩机增压进行深度净化脱除焦油、萘分别达到焦油小于Img/Nm3，萘指标小于lmg/Nm3 ； 采用PDS脱硫将H2S和有机硫的硫含量降低至I Omg/Nm3 ； 深度净化后的焦炉煤气进入TSA单元，控制苯和氨的含量小于10mg/Nm3; 经过TSA后气体进入脱硫单元，将硫含量脱除至lppm; 经超精净化将硫含量控制在20ppb以下进入甲烷化工序，将原料气经加热到280°C_300°C进入甲烷化反应器进行甲烷化反应，得到甲烷含量高于60%的产品气。2.根据权利要求2所述的利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于:所述的进入甲烷化反应器的入口温度为280°C_300°C，压力为0.2-1.0MPa，所述产品气甲烷所占的体积百分含量高于60%。3.根据权利要求1所述的利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于:所述的原料焦炉煤气进入预净化装置的压强为7-10kPa，所述的预净化是在净化器中装填焦炭，利用焦炭的吸附性脱除焦炉煤气中的焦油、萘杂质。4.根据权利要求1所述的利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于:所述的深度净化包括两部分，第一部分采用碳基吸附剂进一步脱除焦油、萘，第二部分粗脱硫采用湿法脱硫或者干法脱硫。5.根据权利要求1所述的利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于:所述变温吸附单元采用常温吸附和升温脱附的操作方法使原料气中的苯和氨脱除。6.根据权利要求1所述的利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于:所述变温吸附的吸附剂采用改性硅胶和特种活性炭复合吸附剂。7.根据权利要求1所述的利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于:所述变温吸附的吸附剂再生需加热至160°C_220°C。8.根据权利要求1所述的利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺，其特征在于:所述脱硫分预加氢转化、一级加氢转化、二级加氢三步;所述脱硫预加氢为脱除氧和部分烯烃;催化剂采用铁钼转化催化剂;二级加氢选用镍-钴-钼催化剂。
【专利摘要】本发明属于冶金还原气制取技术领域，具体为一种利用焦炉煤气制取富甲烷气用于冶金还原铁的工艺。该工艺以焦炉煤气为原料，经预净化粗脱焦油、萘等杂质，然后依次送入气柜缓冲，压缩机增压，深度净化脱除焦油、萘，TSA工序脱除苯、氨，脱硫，超精净化，甲烷化后得到甲烷含量大于60%的气体，可代替天然气做为冶金还原铁技术的原料气使用。本发明充分利用焦炉气资源、净化工序合理、在部分地区其经济性优于传统天然气制冶金还原气。
【IPC分类】C10L3/08, C21B13/00
【公开号】CN105505494
【申请号】CN201510921624
【发明人】马磊, 李泽军, 吴路平, 李煊, 李俊宏, 徐华龙
【申请人】西南化工研究设计院有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月14日