[发明专利]焦炉煤气变压吸附抽真空脱硫工艺

说明书

技术领域

本发明属于变压吸附法气体分离技术领域，尤其涉及一种能耗低、安全性高、吸附剂寿命长且再生完全的焦炉煤气变压吸附抽真空脱硫工艺。

背景技术

焦炉煤气资源化利用是国家一项重大的技术经济政策，对提高资源利用效率、发展循环经济、建设节约型社会具有十分重要的意义。但是，焦炉煤气中含有大量的硫，其中主要是以硫化氢的形式存在。硫化氢如果燃烧或者直接排放到大气中会污染环境，因此实际在生产中，要对焦炉煤气脱硫处理。

目前常用的焦炉煤气脱硫方法有湿法脱硫、干法脱硫和变压吸附脱硫，但干法脱硫处理量小、脱硫的精度低、废弃脱硫剂处理困难、不适合硫化物含量较高的焦炉煤气； 湿法脱硫的脱硫液昂贵、投资较大、脱硫液毒性较大、对设备材质要求较高、废弃脱硫液处理困难，易造成二次污染；而变压吸附脱硫则往往由于原料气在进入变压脱硫设备前净化不彻底，尤其是原料气中的水份含量较大，在进入变压脱硫装置后，原料气中的水份易与硫化氢发生还原反应生成单质硫堵塞吸附剂，影响吸附效果，造成脱硫不彻底；另外，由于硫化氢具有很强的极性，现有的工艺中硫化氢解吸的时间较长，在吸附塔内停留的时间较长，容易在吸附塔内发生反应，造成吸附剂再生困难，吸附剂的使用寿命较短，设备运行成本较大，给企业运行增加了负担。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种能耗低、安全性高、吸附剂使用寿命长且再生完全的焦炉煤气变压吸附抽真空脱硫工艺。

本发明的目的是这样实现的：

一种焦炉煤气变压吸附抽真空脱硫工艺，其包括以下步骤：

步骤1、压缩：将焦炉煤气通过压缩机加压，使原料气的压力达到0.58Mpa； 

步骤2、冷冻分离：将步骤1压缩后的原料气送入冰机，使原料气温度降至0 ~ 5℃，脱除原料气中的重组分杂质；

步骤3、除焦油：将步骤2冷冻分离后的原料气送入除油塔，脱除原料气中的焦油；

步骤4、净化：将步骤3处理后的原料气依次送入第一级TSA装置的除油塔和第二级TSA装置的预处理塔，进行两次净化，精脱除步骤3处理后的原料气中的焦油、苯、萘以及其他重组分杂质及部分硫化氢，其中控制第一级TSA装置的出口原料气露点温度为-45 ~ -35℃、第二TSA装置的出口原料气露点温度为-60 ~ -50℃，同时控制第二TSA装置的出口原料气中水份在25ppm以下；

步骤5、抽真空脱硫脱碳：将步骤4处理后的原料气通入PSA-S/R装置，同时采用真空泵对PSA-S/R装置吸附塔抽真空，使PSA-S/R装置吸附塔内的压力在30秒内达到-0.085Mpa，并且至少保持120秒，脱除原料气中的HCN、C₂、CO₂、H₂S、NH₃、NO、有机硫以及大部分CH₄、CO、N₂，得到半成品气；

步骤6、压缩精脱硫：将步骤5得到的半成品气压缩，压力达到1.30Mpa进入干法精脱硫装置，使微量的硫化氢气体完全脱除，并且进一步脱除半成品气中的CH₄、CO、N₂；

步骤7、提纯：将步骤6压缩精脱硫后得到的半成品气通入PSA制氢装置，得到氢气，并对氢气进行提纯，使氢气纯度达到99.99%。

所述的步骤1中的压缩机为螺杆压缩机。

所述的步骤2的冷冻分离脱除的重组分杂质包括高碳烃、萘、苯。

所述的步骤2冷冻分离所用的冰机的冷载体为乙二醇。

所述的步骤3除焦油中的除油塔的填料为焦炭，且整个除油塔为一层填料。

所述的步骤3的除焦油是指将步骤2冷冻分离后的原料气中的焦油脱除至少80%。

本发明与现有技术相比有以下的优点：

1）本发明焦炉煤气变压吸附抽真空脱硫工艺中设置冷冻分离和除焦油工序，其中冷冻分离工序能很好的脱除原料气中的萘、苯、等重组分杂质，保证了后续工序中吸附剂的正常工作；除焦油工序采用除油塔，且除油塔的填料为焦炭，这样能很好的脱除原料气中的焦油等油质组分，能脱除80%的焦油，保证了后续工序中吸附剂的正常工作；