CN112322358B - 荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统及脱除回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统及脱除回收方法，系统主要包括油苯吸收塔、甲醇萃取塔、油苯分离塔、荒煤气输送管、净化荒煤气外输管、预处理单元、粗苯外输管和焦油外输管。本发明油苯吸收塔吸收富液依次经甲醇萃取塔、粗苯脱除塔、油苯分离塔、甲醇水分离系统多级分离，不仅可分离得到焦油、粗苯产品，还分离得到了油苯吸收塔的循环吸收甲醇、甲醇萃取塔的循环萃取水，且补充吸收液量及补充萃取液量低。其利用甲醇对荒煤气中焦油及苯族烃进行洗涤脱除，净化后荒煤气中的焦油及苯族烃可低至50ppmv，且投资低、废物和污染物排放低，可有效解决目前荒煤气净化工艺中焦油、萘、苯等杂质脱除不完全造成后单元二次净化费用增加及环境问题。

Description

荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统及脱除回收方法

技术领域

本发明属于荒煤气净化技术领域，具体涉及荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统及脱除回收方法。

背景技术

荒煤气是以煤为原料生产焦炭、兰炭过程中副产的含高苯、焦油、氨、硫的煤气，最初焦化及兰炭企业产生的荒煤气经回炉燃烧和用于烘干后，其余部分全部点燃放散，造成较大的资源浪费和环境污染。随着生产技术的不断改进及环保要求的不断提高，各焦化及兰炭企业逐步开始对产生的荒煤气进行净化。荒煤气净化可以脱除煤气中有害成分，如硫、氰、氨等，此外，对荒煤气中的焦油、苯的回收对合理利用煤炭资源，实现清洁生产具有重要的意义。

目前，荒煤气粗脱焦油及粗脱苯均在低压下进行。其中，回收焦油工艺大都采用冷凝鼓风工艺，但通过此方法无法彻底去除荒煤气中所含的焦油，在荒煤气利用的后续单元，这些焦油、萘会析出，不仅易造成设备、管道堵塞，还将影响吸附剂、催化剂的寿命。回收苯族烃的方法主要有洗油吸收法、吸附法和冷凝法，目前主流的为洗油吸收法，该法投资大，能耗高，且脱苯精度不高，脱苯后每标方荒煤气中仍含有苯族烃2～4g。

因此，目前回收荒煤气中焦油、苯族烃的工艺均存在脱除精度不高的问题，对后续单元大型动设备、吸附剂、催化剂均会带来负面影响，不仅增加了荒煤气延伸产业链装置的二次净化成本，还将带来环境问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统及脱除回收方法，其利用甲醇对荒煤气中焦油及苯族烃进行洗涤脱除，净化后荒煤气中的焦油及苯族烃可低至50ppmv，且投资低、废物和污染物排放低，可有效解决目前荒煤气净化工艺中焦油、萘、苯等杂质脱除不完全造成的后单元二次净化费用增加及环境问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，包括连接有荒煤气输送管和净化荒煤气外输管并采用甲醇作为吸收液的油苯吸收塔，从油苯吸收塔接出并采用水作为萃取剂以对油苯吸收塔吸收富液进行萃取的甲醇萃取塔，以及从甲醇萃取塔接出以对甲醇萃取塔萃余油进行油苯分离的油苯分离塔；荒煤气输送管上设有预处理单元，油苯分离塔连接有粗苯外输管和焦油外输管。

进一步地，甲醇萃取塔连接有用于对其萃取相进行粗苯脱除处理的粗苯脱除塔，粗苯脱除塔连接有用于对其塔釜甲醇进行醇水分离的甲醇水高压分离塔；

甲醇水高压分离塔与油苯吸收塔之间连接有用于为油苯吸收塔输送甲醇的第一甲醇输送管，第一甲醇输送管上设有甲醇冷却器，甲醇水高压分离塔与甲醇萃取塔之间连接有用于为甲醇萃取塔输送水的第一输送管，第一输送管上连接有废水外排管。

进一步地，预处理单元为压缩-脱氨单元、或者冷凝-压缩-脱氨单元；

优选地，预处理单元压缩入口与甲醇萃取塔之间连接有第一不凝气返流管，预处理单元压缩入口与油苯分离塔之间连接有第二不凝气返流管，预处理单元压缩入口与粗苯脱除塔之间连接有第三不凝气返流管；

优选地，第二不凝气返流管上顺着气流方向依次设有油苯分离塔冷凝器和油苯分离塔塔顶分层器，油苯分离塔塔顶分层器还分别与甲醇萃取塔和油苯分离塔管道连接，油苯分离塔塔顶分层器与油苯分离塔连接的管道上设有油苯分离塔回流泵；

优选地，第三不凝气返流管上顺着气流方向依次设有粗苯脱除塔冷凝器和粗苯脱除塔塔顶分离器，粗苯脱除塔塔顶分离器还通过粗苯脱除塔回流泵与甲醇萃取塔连接。

进一步地，甲醇萃取塔和粗苯脱除塔之间连接有萃取液输送管，萃取液输送管上设有萃取液输送泵；

优选地，粗苯脱除塔和甲醇水高压分离塔之间连接有甲醇水输送管，甲醇水输送管上设有甲醇水输送泵，粗苯脱除塔上设有粗苯脱除塔循环管，粗苯脱除塔循环管与第一输送管之间设有粗苯脱除塔再沸器；

优选地，第一输送管和萃取液输送管之间设有粗苯回收塔进口换热器，第一输送管上设有萃取水冷却器，甲醇水高压分离塔上设有甲醇水高压分离塔循环管，甲醇水高压分离塔循环管上设有甲醇水高压分离塔再沸器。

进一步地，甲醇水高压分离塔上设有第一甲醇回流管，第一甲醇回流管顺着甲醇流动方向依次设有甲醇水高压分离塔冷凝器、甲醇水高压分离塔回流罐和甲醇水高压分离塔回流泵。

进一步地，第一输送管上设有甲醇水常压分离塔，甲醇水常压分离塔连接有第二甲醇输送管，并且第二甲醇输送管接入至第一甲醇输送管为油苯吸收塔输送甲醇；

优选地，甲醇水常压分离塔上设有第二甲醇回流管，第二甲醇回流管顺着甲醇流动方向依次设有甲醇水常压分离塔冷凝器、甲醇水常压分离塔回流罐和甲醇水常压分离塔回流泵；

优选地，甲醇水常压分离塔上设有循环管，循环管与第一甲醇输送管之间设有甲醇水常压分离塔再沸器；

优选地，第一输送管上设有甲醇水常压分离塔塔釜泵，甲醇水常压分离塔塔釜泵位于甲醇水常压分离塔和废水外排管之间。

进一步地，焦油外输管与油苯分离塔之间连接有焦油回流管，并且焦油回流管上设有油苯分离塔再沸器；甲醇萃取塔和油苯分离塔之间连接有油苯输送管，并且油苯输送管上设有油苯输送泵。

荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统的脱除回收方法，包括以下步骤：

步骤1、经过压缩预处理后的荒煤气进入焦油及苯族烃脱除单元中的油苯吸收塔，塔顶净化处理好的净化荒煤气进入后序单元；

步骤2、油苯吸收塔塔釜的吸收富液进入甲醇萃取塔，甲醇萃取塔得到的萃余油相进入油苯分离塔，油苯分离塔塔顶得到粗苯产品，油苯分离塔塔釜得到焦油产品，甲醇萃取塔萃取相进入粗苯脱除塔，甲醇萃取塔及油苯分离塔不凝气返回预处理单元压缩入口；

步骤3、粗苯脱除塔塔釜甲醇进入甲醇水分离系统，分离出的甲醇经冷却后作为油苯吸收塔的循环吸收液，分离出的水作为甲醇萃取塔的循环萃取液，累积的少量废水送污水处理装置。

进一步地，油苯吸收塔操作压力0.1～1.0MpaG，油苯分离塔操作压力0.01～0.1MPaG，粗苯脱除塔操作压力0.01～0.2MPaG。

进一步地，甲醇萃取塔中萃取剂水与甲醇富液的质量比为5∶1，甲醇水分离系统分离出的甲醇冷却至-35～40℃后作为油苯吸收塔的循环吸收液，分离出的水冷却至40℃后为甲醇萃取塔的循环萃取液。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，设备数量少、投资低，其利用甲醇对荒煤气中焦油及苯族烃进行洗涤脱除，净化后荒煤气中的焦油及苯族烃可低至50ppmv，且投资低、废物和污染物排放低，可有效解决目前荒煤气净化工艺中焦油、萘、苯等杂质脱除不完全造成的后单元二次净化费用增加及环境问题。

本发明油苯吸收塔的吸收富液依次经甲醇萃取塔、粗苯脱除塔、油苯分离塔、甲醇水分离系统多级分离，不仅可分离得到焦油、粗苯产品，还分离得到了油苯吸收塔的循环吸收甲醇、甲醇萃取塔的循环萃取水，且补充吸收液量及补充萃取液量低。

本发明提供的工艺方法用于焦油及苯族烃的脱除及回收，净化荒煤气中焦油和苯总含量低至50ppmv，脱除精度高，可保证后续单元大型动设备、吸附剂、催化剂的长周期稳定运行，减少荒煤气延伸产业链装置二次净化的设备设施。

本发明工艺特别注意废气、废液回收及能量回收。甲醇萃取塔、油苯分离塔、粗苯脱除塔不凝气返回界外荒煤气压缩入口；甲醇水加压分离塔塔釜馏出物依次作为粗苯脱除塔再沸器热源、粗苯脱除塔进口的预热热源；当甲醇水分离系统采用双塔精馏时，甲醇水高压分离塔塔顶馏出物作为甲醇水常压分离塔塔釜热源，节能减排效益明显。

附图说明

图1为本发明系统框图。

图2为本发明另一种系统框图。

图3为本发明脱除回收方法流程框图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-荒煤气输送管、2-预处理单元、3-净化荒煤气外输管、4-第一甲醇输送管、5-第二甲醇输送管、6-第一输送管、7-油苯输送管、8-粗苯外输管、9-焦油外输管、10-焦油回流管、11-第一不凝气返流管、12-第二不凝气返流管、13-第三不凝气返流管、14-萃取液输送管、15-甲醇水输送管、16-粗苯脱除塔循环管、17-甲醇水高压分离塔循环管、18-第一甲醇回流管、19-第二甲醇回流管、20-循环管、21-废水外排管、T1-油苯吸收塔、T2-甲醇萃取塔、T3-油苯分离塔、T4-粗苯脱除塔、T5-甲醇水高压分离塔、T6-甲醇水常压分离塔、V1-油苯分离塔塔顶分层器、V2-粗苯脱除塔塔顶分离器、V3-甲醇水高压分离塔回流罐、V4-甲醇水常压分离塔回流罐、E1-油苯分离塔冷凝器、E2-油苯分离塔再沸器、E3-粗苯脱除塔冷凝器、E4-粗苯脱除塔再沸器、E5-甲醇水高压分离塔冷凝器、E6-甲醇水高压分离塔再沸器、E7-甲醇水常压分离塔冷凝器、E8-甲醇水常压分离塔再沸器、E9-萃取水冷却器、E10-甲醇冷却器、E11-粗苯回收塔进口换热器、P1-油苯输送泵、P2-萃取液输送泵、P3-油苯分离塔回流泵、P4-粗苯脱除塔回流泵、P5-甲醇水输送泵、P6-甲醇水高压分离塔回流泵、P7-甲醇水常压分离塔回流泵、P8-甲醇水常压分离塔塔釜泵。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和2所示，本发明提供的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，设备数量少、投资低，其利用甲醇对荒煤气中焦油及苯族烃进行洗涤脱除，净化后荒煤气中的焦油及苯族烃可低至50ppmv，且投资低、废物和污染物排放低，可有效解决目前荒煤气净化工艺中焦油、萘、苯等杂质脱除不完全造成的后单元二次净化费用增加及环境问题。本发明包括连接有荒煤气输送管1和净化荒煤气外输管3并采用甲醇作为吸收液的油苯吸收塔T1，从油苯吸收塔T1接出并采用水作为萃取剂以对油苯吸收塔吸收富液进行萃取的甲醇萃取塔T2，以及从甲醇萃取塔T2接出以对甲醇萃取塔萃余油进行油苯分离的油苯分离塔T3；荒煤气输送管1上设有预处理单元2，油苯分离塔T3连接有粗苯外输管8和焦油外输管9。甲醇萃取塔T2连接有用于对其萃取相进行粗苯脱除处理的粗苯脱除塔T4，粗苯脱除塔T4连接有用于对其塔釜甲醇进行醇水分离的甲醇水高压分离塔T5；甲醇水高压分离塔T5与油苯吸收塔T1之间连接有用于为油苯吸收塔T1输送甲醇的第一甲醇输送管4，第一甲醇输送管4上设有甲醇冷却器E10，甲醇水高压分离塔T5与甲醇萃取塔T2之间连接有用于为甲醇萃取塔T2输送水的第一输送管6，第一输送管6上连接有废水外排管21。

本发明预处理单元2为压缩-脱氨单元、或者冷凝-压缩-脱氨单元；优选地，预处理单元2压缩入口与甲醇萃取塔T2之间连接有第一不凝气返流管11，预处理单元2压缩入口与油苯分离塔T3之间连接有第二不凝气返流管12，预处理单元2压缩入口与粗苯脱除塔T4之间连接有第三不凝气返流管13；优选地，第二不凝气返流管12上顺着气流方向依次设有油苯分离塔冷凝器E1和油苯分离塔塔顶分层器V1，油苯分离塔塔顶分层器V1还分别与甲醇萃取塔T2和油苯分离塔T3管道连接，油苯分离塔塔顶分层器V1与油苯分离塔T3连接的管道上设有油苯分离塔回流泵P3；优选地，第三不凝气返流管13上顺着气流方向依次设有粗苯脱除塔冷凝器E3和粗苯脱除塔塔顶分离器V2，粗苯脱除塔塔顶分离器V2还通过粗苯脱除塔回流泵P4与甲醇萃取塔T2连接。

本发明甲醇萃取塔T2和粗苯脱除塔T4之间连接有萃取液输送管14，萃取液输送管14上设有萃取液输送泵P2；优选地，粗苯脱除塔T4和甲醇水高压分离塔T5之间连接有甲醇水输送管15，甲醇水输送管15上设有甲醇水输送泵P5，粗苯脱除塔T4上设有粗苯脱除塔循环管16，粗苯脱除塔循环管16与第一输送管6之间设有粗苯脱除塔再沸器E4；优选地，第一输送管6和萃取液输送管14之间设有粗苯回收塔进口换热器E11，第一输送管6上设有萃取水冷却器E9，甲醇水高压分离塔T5上设有甲醇水高压分离塔循环管17，甲醇水高压分离塔循环管17上设有甲醇水高压分离塔再沸器E6。

本发明甲醇水高压分离塔T5上设有第一甲醇回流管18，第一甲醇回流管18顺着甲醇流动方向依次设有甲醇水高压分离塔冷凝器E5、甲醇水高压分离塔回流罐V3和甲醇水高压分离塔回流泵P6。

本发明第一输送管6上设有甲醇水常压分离塔T6，甲醇水常压分离塔T6连接有第二甲醇输送管5，并且第二甲醇输送管5接入至第一甲醇输送管4为油苯吸收塔T1输送甲醇；优选地，甲醇水常压分离塔T6上设有第二甲醇回流管19，第二甲醇回流管19顺着甲醇流动方向依次设有甲醇水常压分离塔冷凝器E7、甲醇水常压分离塔回流罐V4和甲醇水常压分离塔回流泵P7；优选地，甲醇水常压分离塔T6上设有循环管20，循环管20与第一甲醇输送管4之间设有甲醇水常压分离塔再沸器E8；优选地，第一输送管6上设有甲醇水常压分离塔塔釜泵P8，甲醇水常压分离塔塔釜泵P8位于甲醇水常压分离塔T6和废水外排管21之间。

本发明焦油外输管9与油苯分离塔T3之间连接有焦油回流管10，并且焦油回流管10上设有油苯分离塔再沸器E2；甲醇萃取塔T2和油苯分离塔T3之间连接有油苯输送管7，并且油苯输送管7上设有油苯输送泵P1。

本发明油苯吸收塔的吸收富液依次经甲醇萃取塔、粗苯脱除塔、油苯分离塔、甲醇水分离系统多级分离，不仅可分离得到焦油、粗苯产品，还分离了得到了油苯吸收塔的循环吸收甲醇、甲醇萃取塔的循环萃取水，且补充吸收液量及补充萃取液量低。

如图3所示，本发明提供的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统的脱除回收方法，包括以下步骤：

步骤1、经过压缩预处理后的荒煤气进入焦油及苯族烃脱除单元中的油苯吸收塔，塔顶净化处理好的净化荒煤气进入后序单元；

步骤2、油苯吸收塔塔釜的吸收富液进入甲醇萃取塔，甲醇萃取塔得到的萃余油相进入油苯分离塔，油苯分离塔塔顶得到粗苯产品，油苯分离塔塔釜得到焦油产品，甲醇萃取塔萃取相进入粗苯脱除塔，甲醇萃取塔及油苯分离塔不凝气返回预处理单元压缩入口；

步骤3、粗苯脱除塔塔釜甲醇进入甲醇水分离系统，分离出的甲醇经冷却后作为油苯吸收塔的循环吸收液，分离出的水作为甲醇萃取塔的循环萃取液，累积的少量废水送污水处理装置。

其中，油苯吸收塔操作压力0.1～1.0MpaG，油苯分离塔操作压力0.01～0.1MPaG，粗苯脱除塔操作压力0.01～0.2MPaG。甲醇萃取塔中萃取剂水与甲醇富液的质量比为5∶1，甲醇水分离系统分离出的甲醇冷却至-35～40℃后作为油苯吸收塔的循环吸收液，分离出的水冷却至40℃后为甲醇萃取塔的循环萃取液。

本发明提供的工艺方法用于焦油及苯族烃的脱除及回收，净化荒煤气中焦油和苯总含量低至50ppmv，脱除精度高，可保证后续单元大型动设备、吸附剂、催化剂的长周期稳定运行，减少荒煤气延伸产业链装置二次净化的设备设施。

本发明工艺特别注意废气、废液回收及能量回收。甲醇萃取塔、油苯分离塔、粗苯脱除塔不凝气返回界外荒煤气压缩入口；甲醇水加压分离塔塔釜馏出物依次作为粗苯脱除塔再沸器热源、粗苯脱除塔进口的预热热源；当甲醇水分离系统采用双塔精馏时，甲醇水高压分离塔塔顶馏出物作为甲醇水常压分离塔塔釜热源，节能减排效益明显。

本发明公开了荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统及脱除回收方法，属于荒煤气净化技术领域。其包括：压缩、预处理后的荒煤气进入焦油及苯族烃脱除单元中的油苯吸收塔。油苯吸收塔采用甲醇作为吸收液，塔顶净化荒煤气中焦油及苯族烃合计不大于50ppmv，进入后序单元；塔釜的吸收富液进入甲醇萃取塔。甲醇萃取塔采用水作为萃取剂，甲醇萃取塔得到的萃余油相进入油苯分离塔，萃取相进入粗苯脱除塔。油苯分离塔塔顶得到粗苯产品，塔釜得到焦油送往油库单元焦油贮槽。粗苯脱除塔塔釜甲醇、水进入甲醇水分离系统，塔顶不凝气返回界外荒煤气压缩入口，塔顶液相返回甲醇萃取塔。甲醇水分离系统回收的甲醇经冷却后作为油苯吸收塔的循环吸收液；回收的水大部分经冷却后作为甲醇萃取塔的循环萃取液，小部分体系累积的含甲醇废水可直接进入污水处理装置。本发明将荒煤气中焦油及苯族烃脱除到50ppmv以下，且投资低、废物和污染物排放低，可有效解决目前荒煤气净化工艺中焦油、萘、苯等杂质脱除不完全造成的后单元二次净化费用增加及环境问题。

本发明压缩、预处理后的荒煤气进入焦油及苯族烃脱除单元中的油苯吸收塔T1，塔顶净化荒煤气进入后序单元；油苯吸收塔T1塔釜的吸收富液进入甲醇萃取塔T2，甲醇萃取塔得到的萃余油相进入油苯分离塔T3，油苯分离塔塔顶得到粗苯产品，塔釜得到焦油产品，甲醇萃取塔T2萃取相进入粗苯脱除塔T4，甲醇萃取塔T2及油苯分离塔T3不凝气返回界外荒煤气压缩入口。粗苯脱除塔T4塔釜甲醇进入甲醇水分离系统，分离的甲醇经冷却后作为油苯吸收塔的循环吸收液；分离的水作为甲醇萃取塔T2的循环萃取液，累积的少量废水送污水处理装置。

本发明所述荒煤气指焦炉煤气、荒煤气、裂解炉煤气、热解气等以煤为原料制得得含高苯、焦油、氨、硫的煤气。

本发明所述荒煤气为经压缩-脱氨单元或经冷凝鼓-压缩-脱氨单元预处理后的粗净化气体。

本发明所述油苯吸收塔T1操作压力0.1～1.0MPaG，采用甲醇水分离系统回收得到的-35～40℃甲醇作为吸收液。循环甲醇液量根据后续单元对净化荒煤气中焦油、苯族烃含量要求确定进行调节。

本发明所述油苯吸收塔T1的吸收富液含有甲醇、焦油、苯族烃、水及少量不凝杂质气，通过甲醇萃取塔T2分离焦油、粗苯。甲醇器采用水作为萃取剂，萃取剂与甲醇富液的质量比为5∶1，萃取设备不限型式，可采用逐级接触式或微分接触式。甲醇萃取塔萃取相进入粗苯脱除塔T4；萃余油相进入油苯分离塔T3。油苯分离塔T3操作压力0.01～0.1MPaG，油苯分离塔塔顶得到粗苯产品，塔釜得到焦油产品，甲醇萃取塔及油苯分离塔不凝气返回界外荒煤气压缩入口。

本发明所述粗苯脱除塔T4操作压力0.01～0.2MPaG。粗苯脱除塔T4主要用于脱除水-甲醇相中的残余粗苯，粗苯脱除塔塔釜甲醇进入甲醇水分离系统，塔顶不凝气返回界外荒煤气压缩入口。

本发明所述粗苯脱除塔T4塔顶液相进入甲醇萃取塔T2。

本发明所述甲醇水分离系统分离的甲醇经冷却至-35～40℃后作为油苯吸收塔的循环吸收液；分离的水经冷却至40℃作为甲醇萃取塔的循环萃取液，累积的少量废水送污水处理装置。

本发明所述甲醇水分离系统可以采用甲醇水高压分离塔，也可以采用甲醇水高压分离塔与甲醇水常压分离塔形成的双塔精馏系统，常压塔再沸器热源由加压塔塔顶蒸汽提供。

本发明工艺利用甲醇对荒煤气中焦油及苯族烃进行洗涤脱除，净化后荒煤气中的焦油及苯族烃可低至50ppmv，且投资低、废物和污染物排放低，可有效解决目前荒煤气净化工艺中焦油、萘、苯等杂质脱除不完全造成的后单元二次净化费用增加及环境问题。

本发明脱除回收方法包括以下步骤：

步骤1)：压缩、预处理后的荒煤气进入焦油及苯族烃脱除单元中的油苯吸收塔，塔顶净化荒煤气进入后序单元。

具体地，进界区前的未压缩、预处理荒煤气温度为20～80℃，压力为2～20kPaG，摩尔组成为氢气40～60％、一氧化碳6～20％、二氧化碳1～7％、甲烷18～30％、氮气0～6％、水1～10％、氧气0.2～1.2％、多碳烃0.6～3％。预处理前每标方荒煤气含有0.1～5g焦油、0.05～2g萘、4～8g H2S、0.05～0.5g有机硫、0.03～0.1g氨、0.5～2g氰化氢、20～40g粗苯。

具体地，所述压缩、预处理后的荒煤气为经压缩、脱氨单元预处理后的粗净化气体。压缩及预处理后，荒煤气压力为0.3～1.0MPaG，每标方荒煤气含有0.6～5g焦油、0.5～2g萘、4～8g H2S、0.05～0.5g有机硫、0.1～0.2g氨、0.5～2g氰化氢、20～40g粗苯。

更进一步，经压缩-脱氨单元或冷鼓-压缩-脱氨单元的荒煤气进入油苯吸收塔，所述油苯吸收塔操作压力0.1～1.0MPaG，具体压力数值取决于上游荒煤气压缩出口压力。油苯吸收塔采用甲醇水分离系统回收并冷却得到的-35～40℃甲醇作为吸收液。循环甲醇液量根据后续单元对净化荒煤气中焦油、苯族烃含量要求确定进行调节。

步骤2)：

油苯吸收塔塔釜的吸收富液进入甲醇萃取塔，甲醇萃取塔得到的萃余油相进入油苯分离塔，油苯分离塔塔顶得到粗苯产品，塔釜得到焦油产品，甲醇萃取塔萃取相进入粗苯脱除塔，甲醇萃取塔及油苯分离塔不凝气返回界外荒煤气压缩入口。

具体地，所述油苯吸收塔的吸收富液含有甲醇、焦油、苯族烃、水及少量不凝杂质气，进入甲醇萃取塔实现对焦油苯相及甲醇水相的分离。

优选地，甲醇萃取塔塔顶焦油、粗苯进入油苯分离塔，塔顶不凝气返回荒煤气压缩入口，塔釜含少量粗苯的甲醇、水相进入粗苯脱除塔进一步脱除粗苯。

优选地，所述油苯分离塔操作压力0.01～0.1MPaG。

步骤3)：

粗苯脱除塔塔釜甲醇进入甲醇水分离系统。

具体地，粗苯脱除塔主要用于脱除水-甲醇相中的剩余粗苯，粗苯脱除塔塔顶组分主要有甲醇、水、粗苯，经冷凝后进入粗苯脱除塔塔顶分离器，分离器气相返回界外荒煤气压缩入口，液相进入甲醇萃取塔。

优选地，所述粗苯脱除塔操作压力0.01～0.2MPaG。

步骤4)：

甲醇水分离系统回收的甲醇经冷却后作为油苯吸收塔的循环吸收液；塔釜水大部分经冷却后作为甲醇萃取塔的循环萃取液，小部分体系累积的废水送去水处理装置。

具体地，所述甲醇水分离系统回收的甲醇经冷却至-35～40℃后作为油苯吸收塔的循环吸收液，塔釜水大部分经冷却至40℃后作为甲醇萃取塔的循环萃取液，小部分系统累积的废水送去水处理装置。

优选地，甲醇水加压分离塔塔釜馏出物依次作为粗苯脱除塔再沸器热源、粗苯脱除塔进口的预热热源。

优选地，当甲醇水分离系统采用双塔精馏时，甲醇水加压分离塔塔釜馏出物作为甲醇水常压分离塔再沸器热源。

下面结合具体实例对本发明荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统及脱除回收方法进行具体说明：

实例1

本实例如图1所示。经压缩、预处理后荒煤气温度为40℃，压力为0.1MPaG，，流量为51463Nm3/h，摩尔组成为氢气56.78％、一氧化碳6.07％、二氧化碳2.11％、甲烷24.99％、氮气4.17％、水1.4％、氧气0.83％、多碳烃2.2％。其中，每标方荒煤气含有4g焦油、2g萘、5gH2S、0.5g有机硫、0.1g氨、1.5g氰化氢、34g粗苯。荒煤气首先进入油苯吸收塔T1，油苯吸收塔T1的操作压力0.007MPaG，采用温度为5℃，流量为20t/h的甲醇作为吸收液，吸收液来自于甲醇水分离系统回收的冷却后循环甲醇。经油苯吸收塔T1净化后的荒煤气焦油及苯总量小于50ppmv，流量为51312Nm3/h，去后续单元综合利用。

油苯吸收塔T1塔釜的吸收富液流量20.76t/h，温度12℃，压力0.4MPa，进入甲醇萃取塔T2。甲醇萃取塔T2操作压力0.01MPaG。甲醇萃取塔T2采用温度为40℃，流量40t/h，主要质量组成为85.48％水，13.77％甲醇的循环液作为萃取剂，萃取剂来源于甲醇水分离系统回收的提纯水、粗苯脱除塔塔顶分离器V2液相。甲醇萃取塔T2塔釜萃取相主要质量组成为59.05％水，39.98％甲醇，0.2％苯，0.05％甲苯，经萃取液输送泵P2增压至0.4MPaG，再进入粗苯脱除塔进口换热器E11预热至70℃后，进入粗苯脱除塔T4进一步脱除苯和甲苯。甲醇萃取塔T2塔顶主要为焦油及粗苯，经油苯输送泵P1增压至0.4MPaG后，进入油苯分离塔T3。油苯分离塔T3的操作压力0.01MPaG。油苯分离塔T3塔顶进入油苯分离塔塔顶分层器V1，分层器水相作为甲醇萃取塔萃取液，油相为1.89t/h粗苯产品，塔釜得到0.46t/h焦油产品。

粗苯脱除塔T4操作压力0.01MPaG。粗苯脱除塔T4塔釜主要摩尔组成为63.71％水，36.24％甲醇，经甲醇水输送泵P5增压至1.0MPaG后，进入甲醇水分离系统；粗苯脱除塔T4塔顶物流经粗苯脱除塔冷凝器E3冷却至40℃后，进入粗苯脱除塔塔顶分离器V2，回流罐不凝气返回界外荒煤气压缩入口，回流罐液相去甲醇萃取塔T2。

甲醇水分离系统采用由甲醇水加压分离塔T5和甲醇水常压分离塔T6组成的双塔精馏系统。甲醇水加压分离塔T5操作压力0.6MPaG，甲醇水加压分离塔T5塔顶甲醇，主要质量组成99.74％甲醇，0.18％水，0.03％苯、甲苯，经甲醇冷却器E10冷却至5℃后作为油苯吸收塔T1的循环吸收液，塔釜甲醇水溶液依次去粗苯脱除塔再沸器E4及粗苯脱除塔进口换热器E11提供热源，然后进入甲醇水常压分离塔T6。甲醇水常压分离塔T6塔顶提纯甲醇进入油苯吸收塔循环吸收液总管，塔釜水经萃取水冷却器E9冷却至40℃，与粗苯脱除塔塔顶分离器V2液相混合后，作为甲醇萃取塔T2的循环萃取液。

系统累积的废液送去界外水处理装置。

实例2

本实例如图2所示。经压缩、预处理后荒煤气温度为40℃，压力为0.7MPaG，流量为102712Nm3/h，摩尔组成为氢气46.67％、一氧化碳13.92％、二氧化碳7.19％、甲烷25.44％、氮气3.06％、水0.15％、氧气0.51％、多碳烃1.04％。其中，每标方荒煤气含有5g焦油、2g萘、5g H2S、0.5g有机硫、0.2g氨、1.5g氰化氢、40g粗苯。荒煤气首先进入油苯吸收塔T1，油苯吸收塔T1的操作压力0.65MPaG，采用温度为10℃，流量为25t/h的甲醇作为吸收液，吸收液来自于甲醇水分离系统回收的冷却后循环甲醇。经油苯吸收塔T1净化后的荒煤气焦油及苯总量小于50ppmv，流量为102649Nm3/h，去后续单元综合利用。

油苯吸收塔T1塔釜的吸收富液流量28.06t/h，温度12℃，压力0.7MPa，进入甲醇萃取塔T2。甲醇萃取塔T2操作压力0.01MPaG。甲醇萃取塔T2采用温度为40℃，流量60t/h，主要质量组成为85.71％水，8.15％甲醇的循环液作为萃取剂，萃取剂来源于甲醇水分离系统回收的提纯水、粗苯脱除塔塔顶分离器V2液相。甲醇萃取塔T2塔釜萃取相主要质量组成为62.38％水，31.55％甲醇，0.52％苯，0.08％甲苯，经萃取液输送泵P2增压至0.4MPaG，再进入粗苯脱除塔进口换热器E11预热至60℃后，进入粗苯脱除塔T4进一步脱除苯和甲苯。甲醇萃取塔T2塔顶主要为焦油及粗苯，经油苯输送泵P1增压至0.4MPaG后，进入油苯分离塔T3。油苯分离塔T3的操作压力0.01MPaG。油苯分离塔T3塔顶进入油苯分离塔塔顶分层器V1，分层器水相作为甲醇萃取塔萃取液，油相为4.34t/h粗苯产品，塔釜得到0.7t/h焦油产品。

粗苯脱除塔T4操作压力0.01MPaG，粗苯脱除塔T4塔釜主要摩尔组成为68.71％水，30.28％甲醇，经甲醇水输送泵P5增压至1.2MPaG后，进入甲醇水加压分离塔T5；粗苯脱除塔T4塔顶物流经粗苯脱除塔冷凝器E3冷却至40℃后，进入粗苯脱除塔塔顶分离器V2，回流罐不凝气返回界外荒煤气压缩入口，回流罐液相去甲醇萃取塔T2。

甲醇水加压分离塔T5操作压力0.7MPaG，甲醇水加压分离塔T5塔釜甲醇水溶液52.04t/h，依次去粗苯脱除塔再沸器E4及粗苯脱除塔进口换热器E11提供热源，最后经萃取水冷却器E9冷却至40℃，作为甲醇萃取塔T2的循环萃取液。甲醇水加压分离塔T5塔顶甲醇21.47t/h，主要质量组成99.52％甲醇，0.24％水，0.07％苯、甲苯，经甲醇冷却器E10冷却至10℃后作为油苯吸收塔T1的循环吸收液。系统累积的废液送去界外水处理装置。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (17)

1.荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，包括连接有荒煤气输送管（1）和净化荒煤气外输管（3）并采用甲醇作为吸收液的油苯吸收塔（T1），从油苯吸收塔（T1）接出并采用水作为萃取剂以对油苯吸收塔吸收富液进行萃取的甲醇萃取塔（T2），以及从甲醇萃取塔（T2）接出以对甲醇萃取塔萃余油进行油苯分离的油苯分离塔（T3）；荒煤气输送管（1）上设有预处理单元（2），油苯分离塔（T3）连接有粗苯外输管（8）和焦油外输管（9）；

甲醇萃取塔（T2）连接有用于对其萃取相进行粗苯脱除处理的粗苯脱除塔（T4），粗苯脱除塔（T4）连接有用于对其塔釜甲醇进行醇水分离的甲醇水高压分离塔（T5）；

甲醇水高压分离塔（T5）与油苯吸收塔（T1）之间连接有用于为油苯吸收塔（T1）输送甲醇的第一甲醇输送管（4），第一甲醇输送管（4）上设有甲醇冷却器（E10），甲醇水高压分离塔（T5）与甲醇萃取塔（T2）之间连接有用于为甲醇萃取塔（T2）输送水的第一输送管（6），第一输送管（6）上连接有废水外排管（21）。

2.根据权利要求1所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，预处理单元（2）为压缩-脱氨单元、或者冷凝-压缩-脱氨单元。

3.根据权利要求2所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，预处理单元（2）压缩入口与甲醇萃取塔（T2）之间连接有第一不凝气返流管（11），预处理单元（2）压缩入口与油苯分离塔（T3）之间连接有第二不凝气返流管（12），预处理单元（2）压缩入口与粗苯脱除塔（T4）之间连接有第三不凝气返流管（13）。

4.根据权利要求3所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，第二不凝气返流管（12）上顺着气流方向依次设有油苯分离塔冷凝器（E1）和油苯分离塔塔顶分层器（V1），油苯分离塔塔顶分层器（V1）还分别与甲醇萃取塔（T2）和油苯分离塔（T3）管道连接，油苯分离塔塔顶分层器（V1）与油苯分离塔（T3）连接的管道上设有油苯分离塔回流泵（P3）。

5.根据权利要求4所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，第三不凝气返流管（13）上顺着气流方向依次设有粗苯脱除塔冷凝器（E3）和粗苯脱除塔塔顶分离器（V2），粗苯脱除塔塔顶分离器（V2）还通过粗苯脱除塔回流泵（P4）与甲醇萃取塔（T2）连接。

6.根据权利要求1所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，甲醇萃取塔（T2）和粗苯脱除塔（T4）之间连接有萃取液输送管（14），萃取液输送管（14）上设有萃取液输送泵（P2）。

7.根据权利要求6所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，粗苯脱除塔（T4）和甲醇水高压分离塔（T5）之间连接有甲醇水输送管（15），甲醇水输送管（15）上设有甲醇水输送泵（P5），粗苯脱除塔（T4）上设有粗苯脱除塔循环管（16），粗苯脱除塔循环管（16）与第一输送管（6）之间设有粗苯脱除塔再沸器（E4）。

8.根据权利要求7所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，第一输送管（6）和萃取液输送管（14）之间设有粗苯回收塔进口换热器（E11），第一输送管（6）上设有萃取水冷却器（E9），甲醇水高压分离塔（T5）上设有甲醇水高压分离塔循环管（17），甲醇水高压分离塔循环管（17）上设有甲醇水高压分离塔再沸器（E6）。

9.根据权利要求1所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，甲醇水高压分离塔（T5）上设有第一甲醇回流管（18），第一甲醇回流管（18）顺着甲醇流动方向依次设有甲醇水高压分离塔冷凝器（E5）、甲醇水高压分离塔回流罐（V3）和甲醇水高压分离塔回流泵（P6）。

10.根据权利要求1所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，第一输送管（6）上设有甲醇水常压分离塔（T6），甲醇水常压分离塔（T6）连接有第二甲醇输送管（5），并且第二甲醇输送管（5）接入至第一甲醇输送管（4）为油苯吸收塔（T1）输送甲醇。

11.根据权利要求10所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，甲醇水常压分离塔（T6）上设有第二甲醇回流管（19），第二甲醇回流管（19）顺着甲醇流动方向依次设有甲醇水常压分离塔冷凝器（E7）、甲醇水常压分离塔回流罐（V4）和甲醇水常压分离塔回流泵（P7）。

12.根据权利要求11所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，甲醇水常压分离塔（T6）上设有循环管（20），循环管（20）与第一甲醇输送管（4）之间设有甲醇水常压分离塔再沸器（E8）。

13.根据权利要求12所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，第一输送管（6）上设有甲醇水常压分离塔塔釜泵（P8），甲醇水常压分离塔塔釜泵（P8）位于甲醇水常压分离塔（T6）和废水外排管（21）之间。

14.根据权利要求1所述的荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统，其特征在于，焦油外输管（9）与油苯分离塔（T3）之间连接有焦油回流管（10），并且焦油回流管（10）上设有油苯分离塔再沸器（E2）；甲醇萃取塔（T2）和油苯分离塔（T3）之间连接有油苯输送管（7），并且油苯输送管（7）上设有油苯输送泵（P1）。

15.根据权利要求1-14任意一项所述荒煤气中焦油和苯族烃脱除回收系统的脱除回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、经过压缩预处理后的荒煤气进入焦油及苯族烃脱除单元中的油苯吸收塔，塔顶净化处理好的净化荒煤气进入后序单元；

步骤2、油苯吸收塔塔釜的吸收富液进入甲醇萃取塔，甲醇萃取塔得到的萃余油相进入油苯分离塔，油苯分离塔塔顶得到粗苯产品，油苯分离塔塔釜得到焦油产品，甲醇萃取塔萃取相进入粗苯脱除塔，甲醇萃取塔及油苯分离塔不凝气返回预处理单元压缩入口；

步骤3、粗苯脱除塔塔釜甲醇进入甲醇水分离系统，分离出的甲醇经冷却后作为油苯吸收塔的循环吸收液，分离出的水作为甲醇萃取塔的循环萃取液，累积的少量废水送污水处理装置。

16.根据权利要求15所述的脱除回收方法，其特征在于，油苯吸收塔操作压力0.1~1.0MpaG，油苯分离塔操作压力0.01~0.1MPaG，粗苯脱除塔操作压力0.01~0.2MPaG。

17.根据权利要求15所述的脱除回收方法，其特征在于，甲醇萃取塔中萃取剂水与甲醇富液的质量比为5∶1，甲醇水分离系统分离出的甲醇冷却至-35~40℃后作为油苯吸收塔的循环吸收液，分离出的水冷却至40℃后为甲醇萃取塔的循环萃取液。

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