專利名稱：一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法及其專用裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種焦爐煤氣的凈化方法及其專用裝置，尤其涉及一種焦爐煤氣脫硫 脫氨聯(lián)合的凈化方法及其專用裝置。
背景技術：
目前，焦爐煤氣的主要用途包括作為爐窗加熱燃料和作為化工合成氣原料來使 用。當作為爐窗燃料使用時，要求H2S含量不得超過200mg/m3 ；當作為化工合成氣原料使用 時，要求H2S含量不得超過0. lmg/m3 ；因此，焦爐煤氣要采用脫硫工藝進行脫硫處理后才能 使用。在上世紀80年代以前，國內(nèi)建設的焦化廠都沒有煤氣脫硫裝置，上世紀80年代初至 今，國內(nèi)大多數(shù)焦化廠都在建廠時同步建設或以后補建了脫硫工藝系統(tǒng)。焦化廠脫硫工藝方法，無論是引進的國外工藝技術，還是國內(nèi)開發(fā)的工藝技術，共 同的特點是采用以氨為堿源的催化氧化法脫硫工藝與化學吸收法脫氨工藝相結(jié)合，一起 使用。如寶鋼煤氣精制廠的FRC脫硫工藝和磷銨法脫氨生產(chǎn)無水氨工藝相聯(lián)接；T 一 H脫 硫工藝與飽和器法硫銨生產(chǎn)工藝相聯(lián)接；國內(nèi)開發(fā)的HPF脫硫工藝全部都是與飽和器法生 產(chǎn)硫銨工藝相聯(lián)接。有的脫硫工藝與硫銨生產(chǎn)相結(jié)合不僅合理而且具有互補性，如T - H 法與硫銨生產(chǎn)工藝結(jié)合；FRC脫硫工藝與磷銨法生產(chǎn)無水氨工藝結(jié)合。但其他結(jié)合的工藝 方法就不具有合理的互補特征了。如有的地區(qū)土壤屬酸性地質(zhì)，不宜采用硫銨化肥。然而， HPF脫硫工藝和其他真空碳酸鉀法，索爾費班法脫硫都是和化學吸收法脫氨(如硫銨生產(chǎn)或 無水氨生產(chǎn)工藝)相結(jié)合。這種捆綁式的聯(lián)合工藝方法的缺點，使得焦化廠不能自主地選擇 產(chǎn)品方案，易造成產(chǎn)品與市場相背離。另外，硫銨產(chǎn)品在農(nóng)用化肥中不屬優(yōu)質(zhì)化肥，含氮量 不超過21. 21%。其他部分為無用的酸性物質(zhì)部分。所以生產(chǎn)成本高，工藝電動機械總裝機 容量大，硫酸消耗量大，裝置材質(zhì)要求采用耐腐材質(zhì)。工程建設費用較大?？傊?，采用催化氧化法脫硫與硫銨生產(chǎn)相結(jié)合工藝，其優(yōu)點是脫硫效率高，脫氨效 率高。但該組合方式的缺點是硫銨生產(chǎn)成本高，而且產(chǎn)品市場受地區(qū)特點限制。另外，氨法 脫硫要將煤氣冷卻到30°C以下進行吸收操作，而脫硫操作后又要將煤氣加熱到65 70°C 后進入硫銨生產(chǎn)裝置。硫銨生產(chǎn)裝置后，煤氣溫度上升。在進入吸苯塔前又要求將煤氣進 行終冷。因此，該工藝組合方式的能源利用不合理。能耗高是最大的缺點?，F(xiàn)代焦化企業(yè)對煤氣凈化工藝要求是，具有高效，節(jié)能，低成本，高效益，短流程等 優(yōu)點。國內(nèi)近年引進的AS脫硫工藝。具有較合理的能源利用特點，全負壓工藝流程不需 要設中間冷卻和最終冷卻。正壓工藝流程只設一次終冷。但是，AS脫硫工藝的主要缺點是 脫硫效率較催化氧化法低，只有催化氧化法的75% 80%。要達到相同的脫硫效率，往往 需要進行多次脫硫處理才能達到要求。AS脫硫法顯然不經(jīng)濟。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，以實現(xiàn)將高效的催化氧化法脫硫裝置與循環(huán)吸法的水洗氨裝置相聯(lián) 合，組成高效，節(jié)能，低耗的新工藝。本發(fā)明的另一目的是提供這種方法的專用裝置。技術方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案為
一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于包括脫硫方法和脫氨方法，焦爐 煤氣脫硫采用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦爐煤氣脫硫前先進行冷卻洗萘，接著脫 硫，脫硫后進行水洗脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。所述的冷卻洗萘包括油洗和水冷卻兩段，油洗包括油冷卻和油洗萘，水冷卻為煤 氣水直冷。所述的冷卻洗萘操作溫度控制在33 35°C以下。一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，包括依次連接的油洗萘預冷 塔、脫硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔；在所述的油洗萘預冷塔上設置有預冷循環(huán)氨水冷卻器；在 所述的水洗氨塔上設置有循環(huán)富氨水冷卻器、循環(huán)半富氨水冷卻器和洗氨汽提水冷卻器; 在所述的蒸氨塔的頂端出口設置有濃氨汽冷凝冷卻器，在所述的濃氨汽冷凝冷卻器上設有 濃氨水(汽)管路與脫硫塔相通；在所述的水洗氨塔和蒸氨塔連接管路上設置有貧/富氨水 換熱器。所述的油洗萘預冷塔由立管式間接冷卻器和直冷噴灑器構成；洗油在冷卻的同時 進行洗滌煤氣萘；油氣接觸方式為空噴式、填料式或液膜式。所述的立管式間接冷卻器的間冷式立管為園形管或方形管。所述的蒸氨塔為揮發(fā)性氨蒸餾塔。從揮發(fā)性氨蒸餾塔排出的蒸氨廢水含氨量為 0. 05%以下，部分蒸氨廢水循環(huán)返回洗氨塔。本發(fā)明的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法是一種以氨為堿源的催化氧化法脫 硫和以水洗法吸氨相聯(lián)合的新工藝。本發(fā)明的新工藝使兩種工藝互補性強，合理配置脫硫 系統(tǒng)氨濃度，提高脫硫效率；洗氨前除去煤氣中酸性氣體雜質(zhì)，使洗氨設備耐蝕性增強，富 氨水蒸餾時可省去酸氣分解器。本發(fā)明的一種新工藝組合流程可以置于全負壓系統(tǒng)，也可 以置于正側(cè)。置于全負壓系統(tǒng)中時，只設一次初冷，置于正壓側(cè)時，只設一次終冷取出風機 壓縮熱。本發(fā)明的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，在脫硫塔前設置“煤氣 油洗萘一水預冷塔”，用循環(huán)洗油將煤氣夾帶的焦油、萘清除干凈；然后將煤氣用循環(huán)稀氨 水直接冷卻到工藝要求溫度，這個溫度設定為30°C。循環(huán)稀氨水的冷卻用低溫水冷卻器冷 卻。預冷后的煤氣進入脫硫塔用循環(huán)脫硫液進行脫硫，煤氣脫硫采用催化氧化法，以焦化氨 為堿源。氨源來自焦化廠自產(chǎn)的煤氣、濃氨水、剩余氨水。脫硫后的煤氣進入洗氨塔用稀氨 水或軟水吸收氨。洗氨塔后煤氣直接進入粗苯吸收塔。吸氨后的富氨水送去氨蒸餾塔蒸餾， 得濃氨水或濃氨汽，部分補充入循環(huán)脫硫液，其余部分可與氨分解工藝聯(lián)合，或與無水氨工 藝聯(lián)合，或與飽和器硫銨生產(chǎn)工藝聯(lián)合?？梢罁?jù)市場和產(chǎn)品方案選擇后續(xù)聯(lián)合工藝。氨蒸 餾塔后的廢水部分補充洗氨塔作洗氨水，剩余部分排向生化污水處理系統(tǒng)。脫硫再生可以是兩塔式工藝，可以是一塔一槽式工藝，也可以是一塔式工藝。洗氨可采用一個塔三段洗氨，也可以采用兩塔五段洗氨。以一塔三段式洗氨為例， 最先與煤氣接觸洗氨的循環(huán)富氨水在循環(huán)中分出部分富氨水送去蒸氨塔作蒸氨原料富氨 水。洗氨塔第二段循環(huán)氨水是半富氨水，在循環(huán)中分出部分半富氨水作為第一段的補充洗 氨水。煤氣離開洗氨塔前用來自蒸氨塔的蒸氨廢水作最后一級洗氨水，保證塔后煤氣含氨量小于0. 03g/m3。這三級循環(huán)洗氨水在循環(huán)中經(jīng)過4個低溫水冷卻器冷卻。采用催化氧化法脫硫和水洗氨相結(jié)合，脫硫工藝高效率，煤氣含酸性氣體少，對洗 氨塔腐蝕性變?nèi)?，脫硫塔可采用碳鋼材質(zhì)。另外，洗氨循環(huán)氨水氨含量在3 9g/l之間，對 煤氣中硫化氫具有吸收能力，脫硫塔后煤氣殘留的硫化氫在洗氨過程中被部分吸收。因此 相當于兩次脫硫，即經(jīng)過催化氧化脫硫和氨水循環(huán)脫硫。如果采用催化氧化法三級脫硫，煤 氣硫化氫從7000mg/m3降到20mg/m3，脫硫效率達到99. 7%。然后在水洗氨過程中又將硫化 氫脫去40%，則煤氣最終含硫化氫量將小于12mg/m3。因此本發(fā)明工藝組合特別適合于焦 爐煤氨終端用于制造合成氣生產(chǎn)甲醇的焦化煤氣凈化系統(tǒng)。有益效果與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的主要貢獻有將高效的催化氧化法脫硫裝 置與循環(huán)吸法的水洗氨裝置相聯(lián)合，組成高效，節(jié)能，低耗的新工藝。對于含硫化氫量高而 含氨量低的煤氣凈化具有可供最佳選擇的方案。水洗氨前預先除去硫化物和氰化物，減輕 了富氨水中的固定銨量，減少固定銨分解反應的堿耗量。從根本上克服傳統(tǒng)的水洗氨一濃 氨水工藝和AS循環(huán)氨水脫硫工藝長期以來存在蒸氨汽析出硫磺，硫和氰的鹽類堵塞管路 和設備。以及在分解固定銨時增加堿量消耗。水洗氨塔前不單獨設煤氣終冷塔(段)，在洗 氨塔下段同時具有洗氨和終冷作用。這不同于正壓AS氨水脫硫工藝的終冷，也不同于傳統(tǒng) 的水洗氨工藝的終冷。后兩種工藝的終冷循環(huán)冷卻水同時溶解氨和酸性氣體，終冷水排向 機械化澄清槽。而本發(fā)明的新工藝采用終冷水作富氨水送蒸餾加工。


附圖是本發(fā)明的專用裝置的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的解釋。實施例1
一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，包括脫硫方法和脫氨方法，焦爐煤氣脫硫采 用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦爐煤氣脫硫前先進行冷卻洗萘，接著脫硫，脫硫后 進行水洗脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。所述的冷卻洗萘包括 油洗和水冷卻兩段，油洗包括油冷卻和油洗萘，水冷卻為煤氣水直冷。所述的冷卻洗萘操作 溫度控制在33 35°C以下。實施例2
如圖1所示，為本發(fā)明的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置。該專用裝置 包括依次連接的油洗萘預冷塔1、脫硫塔2、水洗氨塔3和蒸氨塔4 ；在油洗萘預冷塔1上設 置有預冷循環(huán)氨水冷卻器5 ；在水洗氨塔3上設置有循環(huán)富氨水冷卻器6、循環(huán)半富氨水冷 卻器7和洗氨汽提水冷卻器8 ；在蒸氨塔4的頂端出口設置有濃氨汽冷凝冷卻器9，在濃氨 汽冷凝冷卻器9上設有濃氨水或濃氨汽管路與脫硫塔2相通；在水洗氨塔3和蒸氨塔4連 接管路上設置有貧/富氨水換熱器10。油洗萘預冷塔1由立管式間接冷卻器和直冷噴灑器構成；洗油在冷卻的同時進行 洗滌煤氣萘；油氣接觸方式為空噴式、填料式或液膜式。立管式間接冷卻器的間冷式立管為 圓形管或方形管。
在脫硫塔2前設置油洗萘預冷塔1，用循環(huán)洗油18將煤氣11夾帶的焦油、萘清除 干凈；然后將煤氣11用循環(huán)稀氨水17直接冷卻到工藝要求溫度。循環(huán)稀氨水17的冷卻用 低溫水冷卻器5冷卻。預冷后的煤氣11進入脫硫塔2用循環(huán)脫硫液12進行脫硫，煤氣11 脫硫采用催化氧化法，以焦化氨為堿源。氨源來自焦化廠自產(chǎn)的煤氣、濃氨水、剩余氨水。脫 硫后的煤氣11進入水洗氨塔3用稀氨水15或軟水14吸收氨。水洗氨塔3排出的煤氣11 直接進入粗苯吸收塔。吸氨后的富氨水20送去蒸氨塔4蒸餾，得濃氨水或濃氨汽16，部分 補充入循環(huán)脫硫液，其余部分可與氨分解工藝聯(lián)合，或與無水氨工藝聯(lián)合，或與飽和器硫銨 生產(chǎn)工藝聯(lián)合，可依據(jù)市場和產(chǎn)品方案選擇后續(xù)聯(lián)合工藝。蒸氨塔4后的廢水13部分補充 水洗氨塔3作洗氨水，剩余部分排向生化污水處理系統(tǒng)。脫硫再生可以是兩塔式工藝，可以是一塔一槽式工藝，也可以是一塔式工藝。洗氨可采用一個塔三段洗氨，也可以采用兩塔五段洗氨。以一塔三段式洗氨為例， 最先與煤氣接觸洗氨的循環(huán)富氨水15在循環(huán)中分出部分富氨水20送去蒸氨塔4作蒸氨原 料富氨水。水洗氨塔3第二段循環(huán)氨水是半富氨水14，在循環(huán)中分出部分半富氨水作為第 一段的補充洗氨水。煤氣11離開水洗氨塔3前用來自蒸氨塔4的蒸氨廢水13作最后一級 洗氨水，保證塔后煤氣含氨量小于0. 03g/m3。這三級循環(huán)洗氨水在循環(huán)中經(jīng)過循環(huán)富氨水 冷卻器6、循環(huán)半富氨水冷卻器7和洗氨汽提水冷卻器8和貧/富氨水換熱器10進行冷卻。
權利要求
1.一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于包括脫硫方法和脫氨方法， 焦爐煤氣脫硫采用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦爐煤氣脫硫前先進行冷卻洗萘，接 著脫硫，脫硫后進行水洗脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。
2.根據(jù)權利要求1所述的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于所述的冷 卻洗萘包括油洗和水冷卻兩段，油洗包括油冷卻和油洗萘，水冷卻為煤氣水直冷。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法，其特征在于所述 的冷卻洗萘操作溫度，洗萘油溫度控制在30 35°C范圍內(nèi)，預冷控制在30°C以內(nèi)。
4.一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在于包括依次連接的 油洗萘預冷塔、脫硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔；在所述的油洗萘預冷塔上設置有預冷循環(huán)氨水 冷卻器；在所述的水洗氨塔上設置有循環(huán)富氨水冷卻器、循環(huán)半富氨水冷卻器和洗氨汽提 水冷卻器；在所述的蒸氨塔的頂端出口設置有濃氨汽冷凝冷卻器，在所述的濃氨汽冷凝冷 卻器上設有濃氨水或濃氨汽管路與脫硫塔相通；在所述的水洗氨塔和蒸氨塔連接管路上設 置有貧/富氨水換熱器。
5.根據(jù)權利要求4所述的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在 于所述的油洗萘預冷塔由立管式間接冷卻器和直冷噴灑器構成；洗油在冷卻的同時進行 洗滌煤氣萘；油氣接觸方式為空噴式、填料式或液膜式。
6.根據(jù)權利要求5所述的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在 于所述的立管式間接冷卻器的間冷式立管為園形管或方形管。
7.根據(jù)權利要求4所述的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在 于所述的蒸氨塔為揮發(fā)性氨蒸餾塔。
8.根據(jù)權利要求7所述的焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，其特征在于從揮發(fā)性氨蒸餾塔排出的蒸氨廢水含氨量為0. 05%以下，部分蒸氨廢水循環(huán)返回洗氨
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法及其專用裝置。該方法包括脫硫方法和脫氨方法，焦爐煤氣脫硫采用濕式催化氧化法，脫氨采用水洗法；焦爐煤氣脫硫前先進行冷卻洗萘，接著脫硫，脫硫后進行水洗法脫氨和蒸氨；脫硫所消耗的氨來源于煤氣和蒸氨產(chǎn)生的氨。該專用裝置包括依次連接的油洗萘預冷塔、脫硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔。本發(fā)明的聯(lián)合工藝具有高效，節(jié)能，較低投資，較低操作費用特點。濃氨水循環(huán)過程具有吸收和脫除硫化氫的功能。這種脫硫脫氨聯(lián)合工藝具有兩次脫硫作用。另外，本發(fā)明工藝采用的煤氣洗萘預冷塔是具有洗萘和冷卻煤氣功能，而且洗萘采用噴灑吸收和液膜吸收和冷卻相結(jié)合的形式，提高洗萘和預冷效果。
文檔編號C10K1/18GK102061197SQ20111002558
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權日2011年1月24日
發(fā)明者崔平, 張超群, 袁長勝 申請人:江蘇中顯集團有限公司