新煤气负压净化系统工艺技术.doc

焦炉煤气净化新工艺简介
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摘要:通过对传统焦炉煤气净化工艺流程所存在的一些弊病的分析,提出了一种焦炉煤气净化的新工艺方法,其典型工艺流程为:粗煤气→初冷→脱苯兼脱萘→捕洗油→脱硫→煤气输送→饱和器法脱氨→城市煤气。富油脱苯萘塔由板式塔改为板波纹填料塔,粗苯蒸馏系统采用耐腐蚀材料。经脱湿后的净化煤气可达城市煤气标准。该工艺可简化煤气净化流程,降低投资,缩减占地面积和劳动定员,减少净化系统阻力,节约能耗,降低生产成本,并有利于环境保护。1 b' m( C7 b, m) W4 {
主题词:焦炉煤气  净化  工艺) ?6 Y- r/ Y5 j7 o" A4 Y
1、对传统煤气净化工艺的回顾
( 通常,焦炉煤气净化的流程为:
粗煤气→      初冷→捕焦油→煤气输送→预冷-初脱萘→脱硫→饱和器法脱氨→终冷洗萘→脱苯→净煤气;
为满足城市煤气等需要,净煤气深度净化系统的流程为:3 l& D! I: ^: K% B. F" l3 X
净煤气→加压输送→冷却→深脱萘→深脱硫→城市煤气。
{以下将粗煤气处理为净煤气的过程简称为一次净化;将净煤气处理为城市煤气的过程简称为二次净化。  I. }- s9 P6 Q6 n( ^
传统工艺的粗煤气经初冷工段(含捕焦油部分,下同)后温度一般为23℃~25℃。有些生产厂为保证后续工序的顺行,甚至将其控制在≤20℃。经煤气输送工序加压可绝热升温
10℃~20℃,高者可达近30℃。为此,进入脱硫工序前须先经过预冷-初脱萘工序并将煤气冷却至30℃左右。并进一步脱除煤气中的焦油雾和萘、苊等。对采用饱和器法生产硫铵的脱氨工序,为维持系统的水平衡,通常需加热饱和器硫铵母液或将煤气加热至50℃~55℃。随后煤气进入脱苯前的终冷洗萘工序,并为满足脱苯要求再次将煤气冷却至25℃左右。这样,在传统煤气一次净化流程的初冷工序后,煤气又经过耗能的升温、降温,再升温、再降温这样两起两落的升、降温过程。煤气升降温幅度的绝对值约80℃左右。此后,若生产城市煤气的二次净化又需第三次经过煤气加压升温后再冷却,然后进行深脱萘、深脱硫的工艺过程。煤气净化全过程的综合能耗可观。( p  K5 H' g& z1 h& Q
对采用以氨为碱源液相催化氧化法的煤气脱硫工艺,通常要求待脱硫煤气的焦油含量<50mg/m3、萘含量<500mg/m3。尽管在脱硫前设置了预冷-初脱萘工序,但由于脱萘效果差,脱萘后的煤气含萘量仍为500mg/m3左右,一些焦化厂的生产实践表明,即使保证了以上焦油、萘含量的指标,对提高脱硫效率也有明显的不利影响。为达到硫化氢含量<20 mg/m3的城市煤气标准要求,通常还要在二次净化过程中采用干法脱硫等工艺再次进行深脱硫。
待脱硫煤气焦油、萘的含量指标对熔融硫质量也具有显著地影响。在脱硫液浮选再生得到的硫泡沫中,除硫磺外,尚含有焦油、萘之类的烃化物组分及其它杂质等。例如,某熔融硫试样约含近20%(重量百分比)的杂质,其中有萘约45%,苊10%,%,氧芴5%等等。它不但影响了脱硫效率,同时以这样的硫泡沫为原料进行熔硫生产操作时,又存在得到的硫磺产品杂质含量高,产品质量差,存在着作为产品外销受限等问题。与之相对应的是,采用碳酸钠为碱源的液相催化氧化法对终冷洗苯后煤气进行脱硫所生产的熔融硫,其纯度不难达到
98%以上。尽管氨法脱硫好处甚多,但该工艺生产的熔融硫质量差似乎也成其为所要付出的必然代价。6 Y9 ^) J9 B9 ]! s
传统工艺的脱氨工序,多采用浓氨水流程或硫铵流程。对浓氨水流程,为保证水洗氨的正常进行,须在洗氨前设有水洗萘或油洗萘设施,以降低煤气中的萘含量。对硫铵流程,则难免产生或多或少的酸焦油,不但影响硫铵产品的质量,并应设置酸焦油处理装置,以回收焦油并减少废渣排放。/ [6 j' |+ r- L8 Y6 `
采用传统工艺从气源厂脱苯后出厂的净化后煤气中,即使在脱萘效果相当不错的情况下,煤气的含萘量亦为200 mg/m3左右;而城市煤气、某些化工过程的原燃料气及冶金工厂的部分用户对煤气含萘量的要求为:冬季<50 mg/m3;夏季<100 mg/m3。为达到这样脱萘效果,通常还要在二次净化过程中采用轻柴油洗萘等工艺进行煤气的深脱萘处理。但经洗萘后轻柴油的经济价值大幅降低。结合石油化工产品价格逐步上涨的长期趋势,采用轻柴油洗萘工艺路线具有难以忽视的弊病。然而,由于煤气净化粗苯工段的富油脱苯塔多采用板式塔,因其分离效率低、塔板阻力大等原因,必然导致煤气净化脱苯工序的脱萘效果差。/ K& c( L+ w0 {1 R% E
2、煤气净化新工艺简述# R4 ~& y# c5 o! g& Q
在简化工艺流程、减少投资占地、降