[发明专利]吸收净化与吸附净化相结合的煤气净化工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤加压气化制气的原料气净化方法，特别是涉及一种吸收净化与吸附净化相结合的煤气净化工艺方法。

背景技术

现代煤气化以富氧加压连续气化为主，其粗煤气先通过耐硫变换再进行净化处理，并且以空分、低温甲醇洗+液氮洗的配合最为合理，这种流程在煤制合成氨和煤制甲醇中广泛应用。

随着煤化工大型化步伐的推进，以煤气化为龙头，产品向有机化工领域延伸的趋势已经显现，对氢气的纯度要求高、需求量大，为满足合成氨(甲醇)生产和有机化工加氢的需要，要求对净化工艺进行优化配置，氨(醇)氢结合的净化工艺需要进一步开发。

发明内容

本发明的目的就是提供一种既能满足氨合成(含甲醇合成)，又能提供纯氢气的吸收净化和吸附净化相结合的煤气净化工艺方法。

本发明的煤气净化工艺方法是以变换脱硫气作为原料气进行净化的，所述的变换脱硫气是按照常规方法将煤气化得到的粗煤气经耐硫变换装置变换后，进入低温甲醇洗装置的预处理段，进行脱水、脱油、脱除硫化物后得到的变换脱硫气。

本发明的煤气净化工艺方法将上述变换脱硫气分成两路。

其中一路进入低温甲醇洗+液氮洗的吸收净化系统，具体是先进入低温甲醇洗脱碳塔，用低温甲醇溶液吸收其中的CO₂得到脱碳气，之后进入液氮洗装置脱除CH₄和微量的CO，配成合格的氨合成气或醇合成气。

另一路则送至包括有变压吸附脱碳+变压吸附提氢的变压吸附净化装置，先进入变压吸附脱碳(PSA-CO₂)装置，再进入变压吸附提氢(PSA-H₂)装置，通过不同吸附剂选择性脱除CO₂、CO、CH₄及惰性气体，得到浓度大于99%的纯氢气。得到的氢气既可以作有机化工的原料，也可以通过外配氮气作为氨合成的原料。

其中，由低温甲醇洗脱碳塔和变压吸附脱碳装置产生的解析气中富含CO₂，其解吸气出口CO₂≥95%(Vot)，可以用作生产下游产品尿素、纯碱等的原料，也可以用作制冷剂等。

由液氮洗装置和变压吸附提氢装置产生的富含CH₄的解析气被送至甲烷蒸汽转化/CO变换装置，将甲烷馏份进行转化变换，制成主要含CO₂和H₂的原料气，再循环至低温甲醇洗脱碳塔或变压吸附脱碳装置，将解析气中甲烷的有效成分氢得以回收，减少有效气体氢的损失。

本发明的煤气净化工艺方法将湿法吸收净化工艺与干法变压吸附净化工艺进行了有机组合，在保证氨（醇）合成气净化的同时，可以得到高纯度的商品氢气，同时设立甲烷蒸汽转化/CO变换工序，将变压吸附提氢和液氮洗工序产生的解吸气中的有效成分甲烷加以回收，减少了有效气体氢的损失。本发明方法的有益效果具体体现在以下几方面。

1、将新型干法脱碳变压吸附工艺与传统湿法脱碳低温甲醇洗、液氮洗及甲烷蒸汽转化工艺进行流程创新组合，相互弥补缺陷，可以达到更好的效果。

2、既可以净化合成氨（甲醇）原料气，同时可以得到高纯度的氢气，为下游有机化工提供原料，这对于调整产品结构是一种有效的方法。

3、克服了变压吸附过程有效气体氢的损失。

4、适合于多种合成原料气，如煤焦化产生的焦炉气、煤热解提质副产煤气、加压变温连续焦化、煤加压气化原料气、天然气等的净化。

附图说明

图1是本发明煤气净化工艺方法的工艺流程图。

具体实施方式

某集团原有30万吨/年合成氨装置，氨合成气的净化采用低温甲醇洗脱硫脱碳，然后经液氮洗深冷脱除甲烷馏份和微量CO后，配氮气得到氨合成气。

为了使装置扩产到45万吨/年合成氨，将近年来开发应用的变压吸附工艺与原有的吸收净化工艺相集成，总目标是不仅提高氢气收率，还要提高甲烷馏份的品质和收量，实现系统增产50%的目标，同时生产纯氢气供下游生产苯胺。

具体工艺方法如图1，来自脱硫装置的变换脱硫气，约2/3气量首先进入低温甲醇洗脱碳塔脱碳，再送至液氮洗装置脱除微量的CO和CH₄，得到氨合成用氢氮混合气；另外1/3气量送至变压吸附装置，经过预处理装置对甲醇和微量硫进行把关，通过不同吸附剂依次选择性脱除CO₂、CO、CH₄及惰性气体，得到纯氢气。一部分氢气配氮后送往氨合成装置，另一部分氢气送往苯胺装置作为生产苯胺的原料。