CN113387772A - 一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法 - Google Patents

一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及焦炉煤气应用技术领域，公开了一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法。具体为，将焦炉煤气经过脱焦油和灰尘、压缩、粗脱硫、TSA吸附塔吸附和再生、进一步压缩、精脱硫、冷却降温以及深冷分离后，先将纯度为99％的CO合成DMO，再将纯度为99％的H2和合成DMO于乙二醇合成，同时将分离出的含H2量为70％‑80％的解析气送至高炉进行氢气喷吹炼铁。本发明采用焦炉煤气生产乙二醇充分回收利用焦炉煤气中的CO和H2，使其转化为附加值更高的乙二醇产品，变废为宝，既利用了能源，还避免了焦炉煤气放空烧掉浪费能源和环境污染的问题，获得较大的经济效益和社会环境效益，为钢铁企业焦炉煤气的利用起到了示范作用。

Description

一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法
技术领域
本发明涉及焦炉煤气应用技术领域，具体为一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法。
背景技术
焦炉煤气又称焦炉气，是指炼焦用煤在炼焦炉中经高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉煤气的热值较高，通常用作高温工业炉的燃料或者城市煤气。
随着环保要求逐渐提高，新的焦化行业准入标准已明确规定焦炉煤气的利用率要超过98％，同时焦化行业市场低迷，产能过剩严重，人们开始意识到焦炉煤气的巨大利用价值，因此开发出了许多焦炉煤气利用技术，如焦炉煤气制液化天然气，焦炉煤气制甲醇等。
乙二醇俗名甘醇，用途广泛，可用来合成“涤纶”(的确良)等高分子化合物，还可用作薄膜、橡胶、增塑剂、干燥剂、刹车油等原料，又是常用的高沸点溶剂，其60％的水溶液的凝固点为-40℃，所以可用作冬季汽车散热器的防冻剂和飞机发动机的致冷剂。乙二醇也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。乙二醇经加热后产生的蒸气可用作舞台烟幕，汽车防冻液是汽车发动机冷却系统用的循环介质，最常用的是水。水有许多优点、如：来源广、无毒、价廉、有良好的导热性能等。长期以来，水一直作为汽车发动机的冷却液使用。但水有许多缺点，如冰点高，当气温低于0℃时，水结冰使体积增加.容易造成水箱或冷却系统管道胀裂；水的沸点低，夏季高温时，当发动机处于苛刻条件下行驶时，会造成水温升高，甚至沸腾，影响汽车正常行驶；溶在水中的金属盐类受热后形成水垢，降低传热效率；水还会使金属生锈。因此，人们一直在寻找一种新型的冷却剂来代替水。首先采用盐的水溶液(如氯化钙、氯化镁、硝酸钠、亚硝酸钠)可降低冰点到一30℃以下，但不能解决锈蚀问题。用糖和蜂蜜也可降低冰点，且不腐蚀金属，但价格昂贵、热稳定性差。用煤油和柴油作冷却剂凝点虽低，但传热差、容易燃烧、对橡胶有溶胀作用，亦不采用。二次世界大战前后，曾用甲醇、乙醇作为冷却剂，它虽然价廉、冰点低，但沸点低、易挥发、易燃烧也不能成为理想的冷却剂。后来，人们发现乙二醇水溶液的性能好，在一定的比例时冰点可达-60℃以下，而沸点在110℃以上，它不会损害橡胶软管，加入防锈剂后不腐蚀金属，价格相对便宜，无不愉快的气味。因此这种液体目前广泛采用作为汽车冷却系统的循环介质，称为汽车防冻液。
发明内容
针对上述问题本发明提供了一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
本发明提供一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法，包括以下步骤：
步骤1，将从焦化厂送来的压力为5～10KPa、流量为120000Nm3/h焦炉煤气送入电捕焦油器脱除焦油和灰尘；
步骤2，将步骤1脱除焦油和灰尘后的焦炉煤气送入螺杆压缩装置，将焦炉煤气的压力由10Kpa提至0.6Mpa；
步骤3，将压力为0.6Mpa焦炉煤气送入焦炉气粗脱硫塔，吸收脱除气体中的H2S，使得出焦炉气粗脱硫塔的焦炉煤气中H2S含量＜1ppm；
步骤4，将步骤3中出焦炉气粗脱硫塔的焦炉煤气送入TSA吸附塔进行吸附和再生，当TSA塔吸附焦油、萘、苯、氨及HCN和少量的硫饱和后转入再生过程；
步骤5，将由步骤4再生结束，从TSA吸附塔出来的压力为0.6MPa，温度为40℃的焦炉煤气送入焦炉煤气离心压缩机进行压缩处理，经三段压缩至4.096MPa，温度为105.5℃；
步骤6，将经过焦炉煤气离心压缩机压缩后的焦炉煤气依次送入预加氢反应器和一级加氢反应器，将焦炉气中大部分的有机硫转化为H2S，同时不饱和烃加氢饱和；然后进入中温脱硫反应器，脱去大部分的无机硫；再进入二级加氢反应器，将焦炉气中残余的有机硫转化为H2S；最后进入焦炉煤气精脱硫反应器，在氧化锌脱硫剂的作用下将焦炉气中的总硫脱至≤0.1ppm；
步骤7，将来自焦炉煤气精脱硫反应器的压力为3.9MPa的焦炉煤气从焦炉煤气吸收塔底部进入，自下而上通过焦炉煤气吸收塔，从塔顶流出后经冷却器冷却降温至40℃；
步骤8，将步骤7冷却降温至40℃的焦炉煤气送入深冷分离装置分离出分离出富氢气和富CO；
步骤9，将步骤8分离出的富氢气送入原料气缓冲罐然后从底部进入正处于吸附工况的吸附塔内，在多种吸附剂组成的复合吸附床的依次选择吸附下，将富氢气中的CH4、N2与CO等组份在吸附塔内被吸附剂吸附，将氢气提纯为99％；
步骤10，在CO提纯装置将步骤8分离出的富CO提纯为纯度为99％的CO，用于合成DMO；
步骤11，将步骤9提纯为99％的氢气和步骤10合成的DMO用于合成乙二醇；
步骤12，将步骤9进行99％氢气提纯后剩余的含H2量为75％的解析气送至高炉进行氢气喷吹炼铁，具体过程为：
12.1含H2量为70％-80％的解析气通过加压机加压到0.80Mpa；
12.2将加压到0.80Mpa的解析气通过气体输送管道送到高温多管式换热器进行加热处理；
12.3将步骤12.2加热后的解析气送入裂解炉，并以2417Nm3/h补充氧进行燃烧，从而调整解析气成分、进一步提高氢气温度至950℃；
12.4将温度为950℃的解析气通过气体输送管道送到自重整系统进行自重整，将解析气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2；
12.5将步骤12.4自重整后的气体从高炉炉身风口送入高炉进行炼铁。
进一步，所述步骤12.2中高温多管式换热器的热源为烟气发生炉产生的高温烟气，加热方式分段式加热，加热温度由常温→250℃→500℃→700～750℃；最终加热到700～750℃。
更进一步，所述烟气发生炉的燃料为高炉煤气，高温烟气温度1050～1150℃。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
1、本发明采用焦炉煤气生产乙二醇充分回收利用焦炉煤气中的CO和H2，使其转化为附加值更高的乙二醇产品，变废为宝，既利用了能源，还避免了焦炉煤气放空烧掉浪费能源和环境污染的问题，获得较大的经济效益和社会环境效益，为钢铁企业焦炉煤气的利用起到了示范作用。
2、传统的高炉炼铁法主要是利用一氧化碳气体作还原剂，去除铁矿石中的氧。一氧化碳气体的分子大，所以，难以渗透到铁矿石内部。氢气气体的分子极小，能够很容易渗透到铁矿石内部，其渗透速度约是一氧化碳气体的5倍。因此，本发明方法将含H2量为70％-80％的解析气经过加压、加热、裂解、自重整后用于高炉炼铁不仅可以实现快速还原，还避免了这部分解析气的池放造成的环境污染。此外，本发明将解析气加热至950℃进行喷吹，弥补了由于氢还原导致的高炉热量损失。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行具体、详细的说明。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
实施例1
一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法，包括以下步骤：
1、将从焦化厂送来的压力为5KPa、流量为120000Nm3/h焦炉煤气送入FD型电捕焦油器脱除焦油和灰尘；
2、将脱除焦油和灰尘后的焦炉煤气送入螺杆压缩机，将焦炉煤气的压力由10Kpa提至0.6Mpa；
3、将压力为0.6Mpa焦炉煤气送入焦炉气粗脱硫塔，吸收脱除气体中的H2S，使得出焦炉气粗脱硫塔的焦炉煤气中H2S含量＜1ppm；
4、将步骤3中出焦炉气粗脱硫塔的焦炉煤气送入TSA吸附塔进行吸附和再生，当TSA塔吸附焦油、萘、苯、氨及HCN和少量的硫饱和后转入再生过程；
5、将由步骤4再生结束，从TSA吸附塔出来的压力为0.6MPa，温度为40℃的焦炉煤气送入焦炉煤气离心压缩机(H100-6.5/0.97)进行压缩处理，经三段压缩至4.096MPa，温度为105.5℃；
6、将经过焦炉煤气离心压缩机压缩后的焦炉煤气依次送入预加氢反应器和一级加氢反应器，将焦炉气中大部分的有机硫转化为H2S，同时不饱和烃加氢饱和；然后进入中温脱硫反应器，脱去大部分的无机硫；再进入二级加氢反应器，将焦炉气中残余的有机硫转化为H2S；最后进入焦炉煤气精脱硫反应器，在氧化锌脱硫剂的作用下将焦炉气中的总硫脱至≤0.1ppm；
7、将来自焦炉煤气精脱硫反应器的压力为3.9MPa的焦炉煤气从焦炉煤气吸收塔底部进入，自下而上通过焦炉煤气吸收塔，从塔顶流出后经冷却器冷却降温至40℃；
8、将步骤7冷却降温至40℃的焦炉煤气送入深冷分离装置分离出纯度为95％，压力为3.5MPa的H2和纯度为65％，压力为0.35MPa的CO；
9、将步骤8分离出的H2送入原料气缓冲罐然后从底部进入正处于吸附工况的吸附塔内，在多种吸附剂组成的复合吸附床的依次选择吸附下，将纯度为95％的H2中的CH4、N2与CO等组份在吸附塔内被吸附剂吸附，将氢气提纯为99％；
10、在CO提纯装置将步骤8分离出的纯度为65％CO提纯为纯度为99％的CO，用于合成DMO；
11、将步骤9提纯为99％的氢气和步骤10合成的DMO用于合成乙二醇；
12、将步骤9进行99％氢气提纯后剩余的含H2量为75％的解析气送至高炉进行氢气喷吹炼铁，具体过程为：
12.1含H2量为75％的解析气通过加压机(MJG DME)加压到0.80Mpa；
12.2将加压到0.80Mpa的解析气通过气体输送管道送到高温多管式换热器(PSD-lghrq)，在烟气发生炉(YQL-21.0)产生的1100℃的高温烟气作用下，通过分段加热的方式(常温→250℃→500℃→750℃)将其加热到750℃；
12.3将步骤12.2加热后的解析气送入裂解炉(dIICT6)，并以2417Nm3/h补充氧进行燃烧，从而调整解析气成分、进一步提高氢气温度至950℃；
12.4将温度为950℃的解析气通过气体输送管道送到自重整系统进行自重整，将解析气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2；
12.5将步骤12.4自重整后的气体从高炉炉身风口送入高炉进行炼铁。
实施例2
用分离出来的含H2量为76％的解析气(解析气的成分如下表1)用于高炉喷吹炼铁
表1解析气成分
成分 H<sub>2</sub> CH<sub>4</sub> CO CO<sub>2</sub> N<sub>2</sub> H<sub>2</sub>O Total
含量/％ 76 12.5 1.5 1 9 0 100
1、将含H2量为76％的解析气通过加压机加压到0.80Mpa；
2、将加压到0.80Mpa的解析气通过管径为DN500的气体输送管道送到高温多管式换热器，在烟气发生炉产生的1100℃的高温烟气作用下，通过分段加热的方式(常温→250℃→500℃→750℃)将其加热到750℃；
3、将步骤2加热后的解析气送入裂解炉，并以2417Nm3/h补充氧进行燃烧，从而调整解析气成分、进一步提高氢气温度至950℃；
4、将温度为950℃的解析气通过气体输送管道送到自重整系统进行自重整，将解析气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2；
5、将步骤4自重整后的气体以7100Nm3/h从高炉炉身风口喷入1860m3的高炉进行炼铁。
通过工厂实际操作得到，使用实施例所述方法进行高炉喷吹，炼铁产量提高了5％。

Claims (3)

1.一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将从焦化厂送来的压力为5～10KPa、流量为120000Nm3/h焦炉煤气送入电捕焦油器脱除焦油和灰尘；
步骤2，将步骤1脱除焦油和灰尘后的焦炉煤气送入螺杆压缩装置，将焦炉煤气的压力由10Kpa提至0.6Mpa；
步骤3，将压力为0.6Mpa焦炉煤气送入焦炉气粗脱硫塔，吸收脱除气体中的H2S，使得出焦炉气粗脱硫塔的焦炉煤气中H2S含量＜1ppm；
步骤4，将步骤3中出焦炉气粗脱硫塔的焦炉煤气送入TSA吸附塔进行吸附和再生，当TSA塔吸附焦油、萘、苯、氨及HCN和少量的硫饱和后转入再生过程；
步骤5，将由步骤4再生结束，从TSA吸附塔出来的压力为0.6MPa，温度为40℃的焦炉煤气送入焦炉煤气离心压缩机进行压缩处理，经三段压缩至4.096MPa，温度为105.5℃；
步骤6，将经过焦炉煤气离心压缩机压缩后的焦炉煤气依次送入预加氢反应器和一级加氢反应器，将焦炉气中大部分的有机硫转化为H2S，同时不饱和烃加氢饱和；然后进入中温脱硫反应器，脱去大部分的无机硫；再进入二级加氢反应器，将焦炉气中残余的有机硫转化为H2S；最后进入焦炉煤气精脱硫反应器，在氧化锌脱硫剂的作用下将焦炉气中的总硫脱至≤0.1ppm；
步骤7，将来自焦炉煤气精脱硫反应器的压力为3.9MPa的焦炉煤气从焦炉煤气吸收塔底部进入，自下而上通过焦炉煤气吸收塔，从塔顶流出后经冷却器冷却降温至40℃；
步骤8，将步骤7冷却降温至40℃的焦炉煤气送入深冷分离装置分离出富氢气和富CO；
步骤9，将步骤8分离出的富氢气送入原料气缓冲罐然后从底部进入正处于吸附工况的吸附塔内，在多种吸附剂组成的复合吸附床的依次选择吸附下，将富氢气中的CH4、N2与CO等组份在吸附塔内被吸附剂吸附，将氢气提纯为99％；
步骤10，在CO提纯装置将步骤8分离出的富CO提纯为纯度为99％的CO，用于合成DMO；
步骤11，将步骤9提纯为99％的氢气和步骤10合成的DMO用于合成乙二醇；
步骤12，将步骤9进行99％氢气提纯后剩余的含H2量为70％-80％的解析气送至高炉进行氢气喷吹炼铁，具体过程为：
12.1含H2量为70％-80％的解析气通过加压机加压到0.80Mpa；
12.2将加压到0.80Mpa的解析气通过气体输送管道送到高温多管式换热器进行加热处理；
12.3将步骤12.2加热后的解析气送入裂解炉，并以2417Nm3/h补充氧进行燃烧，从而调整解析气成分、进一步提高氢气温度至950℃；
12.4将温度为950℃的解析气通过气体输送管道送到自重整系统进行自重整，将解析气中的CH4、CO2和水蒸气燃烧重整为CO和H2；
12.5将步骤12.4自重整后的气体从高炉炉身风口送入高炉进行炼铁。
2.根据权利要求1所述的一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法，其特征在于，所述步骤12.2中高温多管式换热器的热源为烟气发生炉产生的高温烟气，加热方式分段式加热，加热温度由常温→250℃→500℃→700～750℃；最终加热到700～750℃。
3.根据权利要求2所述的一种用焦炉煤气合成乙二醇的方法，其特征在于，所述烟气发生炉的燃料为高炉煤气，高温烟气温度为1050～1150℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114736722A (zh) * 2022-05-26 2022-07-12 上海科利蓝环境科技有限公司 一种焦炉煤气吸附净化与吸附剂再生处理系统及工艺
CN115888321A (zh) * 2023-01-06 2023-04-04 山西晋南钢铁集团有限公司 一种减少碳排放新型钢焦化氢的生产工艺
CN117247795A (zh) * 2023-11-17 2023-12-19 山西晋南钢铁集团有限公司 一种焦炉煤气脱硫塔

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