利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置。該裝置包括螺桿式壓縮機或羅茨風機、變溫吸附系統(tǒng)、第一往復式壓縮機、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)、第二變壓吸附系統(tǒng)、第二往復式壓縮機、脫酸塔、分離罐和溶劑再生系統(tǒng)；螺桿式壓縮機或羅茨風機、變溫吸附系統(tǒng)、第一往復式壓縮機、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)和第二變壓吸附系統(tǒng)之間依次通過管道連接，所述的第一變壓吸附系統(tǒng)與第二往復式壓縮機、脫酸塔和分離罐之間依次通過管道連接，所述的溶劑再生系統(tǒng)分別與脫酸塔的進口、出口連接。本裝置具有流程簡單、能耗低、投資省、操作方便、可大量副產(chǎn)氫氣的優(yōu)點，最終可達到高效綜合利用焦爐氣的目的。
【專利說明】利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置，屬于化工裝置領域。

【背景技術】
[0002]焦爐煤氣是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦爐中經(jīng)過高溫干餾產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時所得到的一種可燃性氣體，一般每噸干煤可生產(chǎn)焦爐氣300-350標準立方米。焦爐氣是混合物，其產(chǎn)率和組成因煉焦用煤質(zhì)量和焦化過程條件不同而有所差別，其主要成分為4(55% -70% ) CH4 (15% -30% )、CO(5% -9% ) ,CO2 (2% -5% ) ,N2 (2% -6% )，另外還含有少量的其它成分。
[0003]目前焦化行業(yè)為減少環(huán)境污染、提高經(jīng)濟效益，越來越重視焦爐煤氣的綜合利用。除供城市燃氣、發(fā)電、合成氨、生產(chǎn)甲醇等傳統(tǒng)利用途徑外，焦爐煤氣制天然氣(或液化天然氣)近年來越來越受到人們的廣泛重視。焦爐煤氣甲烷化制天然氣得到的甲烷更多，但消耗掉了煤氣中的大部分氫氣，不能滿足大型焦化企業(yè)的用氫需求，而焦爐煤氣直接分離甲烷得到的甲烷較少，煤氣中的一氧化碳難以再進行化工利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于結合我國焦化行業(yè)實際，提出一種利用焦爐煤氣聯(lián)合規(guī)?；a(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置。
[0005]一種利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置，該裝置包括螺桿式壓縮機或羅茨風機、變溫吸附系統(tǒng)、第一往復式壓縮機、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)、第二變壓吸附系統(tǒng)、第二往復式壓縮機、脫酸塔、分離罐和溶劑再生系統(tǒng)；所述的螺桿式壓縮機或羅茨風機、變溫吸附系統(tǒng)、第一往復式壓縮機、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)和第二變壓吸附系統(tǒng)之間依次通過管道連接，所述的第一變壓吸附系統(tǒng)與第二往復式壓縮機、脫酸塔和分離罐之間依次通過管道連接，所述的溶劑再生系統(tǒng)分別與脫酸塔的進口、出口連接。
[0006]所述的耐硫變換裝置包括預熱器、加熱爐、變換爐和分離罐，預熱器、加熱爐、變換爐之間通過管道串連，變換爐再經(jīng)預熱器后與分離罐連接。變換爐為固定床反應器，裝有2?4段變換觸媒，每段觸媒床層設有脫鹽水噴淋裝置。在其中大部分的CO在低溫耐硫變換觸媒的作用下與水蒸氣反應轉化為H2,同時焦爐氣中的有機硫很大一部分也被轉化為無機硫。
[0007]本裝置采用變換裝置將焦爐煤氣中的CO轉換為H2，分離出H2后再脫除其中的酸性氣體，因此可以用焦爐煤氣為原料低成本地得到大量氫氣產(chǎn)品，裝置中變溫吸附系統(tǒng)、兩個變壓吸附系統(tǒng)、溶劑再生系統(tǒng)四個部分的具體結構可以參照現(xiàn)有技術或采用其它相關專利的成熟技術方便地設計制作，可滿足本實用新型的技術要求。
[0008]本裝置最終得到的天然氣產(chǎn)品滿足天然氣國標(GB17820) —類技術規(guī)格，可直接送入管網(wǎng)或銷售壓縮天然氣(CNG)，或再經(jīng)過脫水、脫汞與深冷生產(chǎn)液化天然氣(LNG)，中間過程中得到的副產(chǎn)品氫氣可供焦化企業(yè)加氫裝置使用。
[0009]本裝置與現(xiàn)有的各種焦爐煤氣生產(chǎn)天然氣工藝裝置相比，具有流程簡單、能耗低、投資省、操作方便、可大量副產(chǎn)氫氣的優(yōu)點，最終可達到高效綜合利用焦爐氣的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的示意圖。
[0011]主要附圖標記:
[0012]I螺桿式壓縮機或羅茨風機2變溫吸附系統(tǒng)
[0013]3第一往復式壓縮機4預熱器
[0014]5加熱爐6變換爐
[0015]7第一分離罐8第一變壓吸附系統(tǒng)
[0016]9第二變壓吸附系統(tǒng)10第二往復式壓縮機
[0017]11脫酸塔12第二分離罐
[0018]13溶劑再生系統(tǒng)

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但所提供的方式僅作為示例而不應該被理解為限制本實用新型的范圍。
[0020]如圖1所示，本實用新型利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置，包括螺桿式壓縮機或羅茨風機1、變溫吸附系統(tǒng)2、第一往復式壓縮機3、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)8、第二變壓吸附系統(tǒng)9、第二往復式壓縮機10、脫酸塔11、第二分離罐12和溶劑再生系統(tǒng)13 ;螺桿式壓縮機或羅茨風機1、變溫吸附系統(tǒng)2、第一往復式壓縮機3、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)8和第二變壓吸附系統(tǒng)9之間依次通過管道串連，第一變壓吸附系統(tǒng)8與第二往復式壓縮機10、脫酸塔11和分離罐12之間依次通過管道串連，溶劑再生系統(tǒng)13分別與脫酸塔11的進口、出口連接。
[0021]所述的耐硫變換裝置包括預熱器4、加熱爐5、變換爐6和第一分離罐7，預熱器4、加熱爐5、變換爐6之間通過管道串連，變換爐6再經(jīng)預熱器4后與第一分離罐7連接。變換爐6為固定床反應器，裝有2?4段變換觸媒，每段觸媒床層設有脫鹽水噴淋裝置。
[0022]焦化廠凈化后的焦爐煤氣進入裝置進口后，通過螺桿式壓縮機或羅茨風機I加壓，經(jīng)螺桿式壓縮機壓縮至0.1?IMPa，或經(jīng)羅茨風機壓縮至0.01?0.1MPa，進入變溫吸附系統(tǒng)2，焦爐氣中大部分的硫、焦油、苯、萘等雜質(zhì)被吸附在吸附塔內(nèi)的吸附劑上除去，再通過第一往復式壓縮機3壓縮至1.5?3MPa。
[0023]壓縮后的焦爐氣經(jīng)預熱器4換熱后與水蒸氣混合，進入管式加熱爐5升溫至200?500°C后，進入變換爐6進行低溫耐硫變換，變換爐6為一固定床反應器，裝有2?4段變換觸媒，每段觸媒床層件設有脫鹽水噴淋裝置調(diào)節(jié)溫度，在其中大部分的CO在低溫耐硫變換觸媒的作用下與水蒸氣反應轉化為H2,同時焦爐氣中的有機硫很大一部分也被轉化為無機硫，離開變換爐6的焦爐氣經(jīng)預熱器4回收熱量，經(jīng)第一分離罐7分離水分。
[0024]變換后的焦爐氣經(jīng)過第一變壓吸附系統(tǒng)8，先分離出粗氫氣，并抽出粗甲烷氣，之后再在第二變壓吸附系統(tǒng)9中對粗氫氣進行分離，得到純度在99.9%以上的純氫氣產(chǎn)品及解吸廢氣。從第一變壓吸附系統(tǒng)8中抽出的粗甲烷氣經(jīng)第二往復式壓縮機10壓縮后進入脫酸塔11，根據(jù)氣體組分的情況選用環(huán)丁砜、復方MDEA等溶劑，吸收其中的C02、H2S等酸性氣體及有機硫，得到的甲烷氣在第二分離罐12分離出水分，即可得到純度在98%以上的天然氣產(chǎn)品。脫酸塔11中吸收酸性氣體及有機硫后的溶劑經(jīng)溶劑再生系統(tǒng)13再生后循環(huán)使用。
【權利要求】
1.一種利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置，其特征在于:該裝置包括螺桿式壓縮機或羅茨風機、變溫吸附系統(tǒng)、第一往復式壓縮機、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)、第二變壓吸附系統(tǒng)、第二往復式壓縮機、脫酸塔、分離罐和溶劑再生系統(tǒng)；所述的螺桿式壓縮機或羅茨風機、變溫吸附系統(tǒng)、第一往復式壓縮機、耐硫變換裝置、第一變壓吸附系統(tǒng)和第二變壓吸附系統(tǒng)之間依次通過管道連接，所述的第一變壓吸附系統(tǒng)與第二往復式壓縮機、脫酸塔和分離罐之間依次通過管道連接，所述的溶劑再生系統(tǒng)分別與脫酸塔的進口、出口連接。
2.如權利要求1所述的利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的耐硫變換裝置包括預熱器、加熱爐、變換爐和分離罐，預熱器、加熱爐、變換爐之間通過管道串連，變換爐再經(jīng)預熱器后與分離罐連接。
3.如權利要求2所述的利用焦爐煤氣聯(lián)合生產(chǎn)天然氣與氫氣的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的變換爐為固定床反應器，裝有2?4段變換觸媒，每段觸媒床層設有脫鹽水噴淋 目.ο
【文檔編號】C10L3/10GK204211706SQ201420658602
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權日:2014年11月5日
【發(fā)明者】王拴虎, 韓園元 申請人:新奧能源貿(mào)易有限公司