CN113956905A - 一种焦炉气制氨与cng的改进工艺 - Google Patents

一种焦炉气制氨与cng的改进工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN113956905A
CN113956905A CN202010600507.6A CN202010600507A CN113956905A CN 113956905 A CN113956905 A CN 113956905A CN 202010600507 A CN202010600507 A CN 202010600507A CN 113956905 A CN113956905 A CN 113956905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
equal
degasification
less
fine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010600507.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杨皓
钟俊波
张秋林
王娟芸
田黎霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010600507.6A priority Critical patent/CN113956905A/zh
Publication of CN113956905A publication Critical patent/CN113956905A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • C10L3/103—Sulfur containing contaminants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • C10L3/104—Carbon dioxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

本发明公开了一种焦炉气制氨与CNG的改进工艺，焦炉气经过压缩到0.4~1.8MPa，经过变换把一氧化碳转化为氢气与二氧化碳称为变换气，变换气一氧化碳浓度≤0.5%，经过变压吸附脱除硫化氢、有机硫、二氧化碳、CnHm、部分甲烷称为脱碳气，脱碳气一氧化碳与二氧化碳总和≤1.0%，脱碳气送精脱硫净化达到总硫≤0.1ppm称为精脱气；同时获得与焦炉气热值相差±5%以内的再生气，再生气回流进入焦炉燃料气；精脱气送入甲烷化净化装置脱除一氧化碳与二氧化碳到总和≤10ppm称为甲烷化气；甲烷化气送变压吸附提纯装置制得甲烷浓度95%以上的CNG，CNG毒性气体浓度和热值符合燃气标准，同时获得甲烷浓度≤8%的粗脱气；粗脱气进入变压吸附精脱装置分离甲烷到浓度≤0.5%称为精脱气送氨合成系统，解吸气压缩送入粗脱装置循环分离。

Description

一种焦炉气制氨与CNG的改进工艺
技术领域
本发明涉及化工、冶金、节能、环保领域，是一种有效减少废弃物排放、降低资源消耗的方法。
背景技术
通常焦炉气中含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、甲烷、CnHm、有机硫。通常是将焦炉气总产量的50％用于回炉燃烧，余下的50％焦炉气用于制氨和CNG。
焦炉气经过压缩、粗脱硫、变温吸附脱苯萘、精脱硫后送一级变压吸附分离出氢气用于氨合成，变压吸附制氢解吸气经过压缩、甲烷化、提纯甲烷化制造CNG。由于一级变压吸附制氢装置无法吸附分离总硫达到氨合成气要求，因此前段必须设立两级脱硫系统。如果在制氢装置后脱硫，那么甲烷化过程就需要再建立脱硫装置。加氢脱硫需要升温，脱硫后需要冷却，能耗很大。该法变压吸附制氢过程，由于二氧化碳解吸过程与甲烷解吸过程需要氢气置换，因此氢气损失大，而且解吸气中足量的氢气才能在甲烷化过程中确保一氧化碳、二氧化碳转化率达到燃气要求。做CNG必须要把一氧化碳转化干净，做LNG必须把二氧化碳转化干净。两者都转化，氢气需要量大。
甲烷提纯过程产生的低浓甲烷气中含有微量一氧化碳、二氧化碳达不到氨合成气要求，无法直接用于氨合成，而且由于热值低无法返回焦炉做燃料，通常只能送低热值燃料管网，焦炉气中氮气成分无法直接用于制氨过程。
焦炉气经过压缩、粗脱硫、变温吸附脱苯萘、精脱硫后送甲烷化过程，把一氧化碳、二氧化碳、CnHm加氢生成烃类或甲烷，再经过变压吸附过程提纯甲烷与烃类生产CNG或LNG，余气继续提纯氢氮气用于制氨过程。由于大量一氧化碳与二氧化碳用于甲烷化过程，导致转化过程能量损失，而且氢气与一氧化碳合成甲烷后产生的价值远低于用于制氨过程产生的价值。
达娜杉等CN110182761A公告了一种焦炉气制合成气的工艺，将焦炉气分离甲烷与不饱和烃成为富甲烷气，贫甲烷气用作合成气1，富甲烷作为烃类转化原料同时也是焦炉燃料；将40％以上焦炉蓄热室改为烃类转化室，烃类转化室与普通蓄热室的燃料气、助燃气、烟道气系统分隔设立，烃类转化室的助燃气供给变为富氧空气(含氮合成气)或纯氧(不含氮合成气)，转化室的气体反应温度不低于改造前的燃烧温度5℃且不能高于原燃烧温度，未作为烃类转化室的蓄热室仍然使用原来的燃料与空气系统；烃类转化室的燃料气、烟道气 (合成气2)出口与非烃类转化炉的蓄热室燃料气、烟道气及余热回收系统各自分开，由此实现焦炉气中烃类转化的目的；烃类转化室烧嘴改为转化型烧嘴，合成气1与合成2都是合成气原料，富氧的氮气供给总量就是含氮合成气氮气的总量。对于新建焦炉，该专利有利于降低生产成本，但是对于已经建好的焦炉改变工艺操作难度大，而且需要停炉。
本发明的目的是不改变原来焦炉的设计与操作来实现氨合成气与CNG气体的制造。
发明内容
焦炉气制氨与CNG的改进工艺，将焦炉气经过压缩到0.4～1.8MPa，经过变换把一氧化碳转化为氢气与二氧化碳称为变换气，变换气一氧化碳浓度≤0.5％，经过变压吸附脱除硫化氢、有机硫、二氧化碳、CnHm、部分甲烷称为脱碳气，脱碳气一氧化碳与二氧化碳总和≤1.0％，脱碳气送精脱硫净化达到总硫≤0.1ppm称为精脱气，这个是由于气体浓度是甲烷化操作需要。
变压吸附脱碳同时获得与焦炉气热值相差±5％以内的再生气，再生气回流进入焦炉燃料气。脱碳过程把苯萘硫脱除，苯萘硫在解吸气中送回焦炉燃烧，利用焦炉燃烧气系统共同处理苯萘硫成本低，不需要在本分离装置处置苯萘硫，节约了建设与操作费用。脱碳解吸气热值与焦炉气相差不大，对于焦炉的操作没有影响，有利于焦炉的稳定工作。
精脱气送入甲烷化净化装置脱除一氧化碳与二氧化碳到总和≤10ppm称为甲烷化气；这个浓度达到合成气要求，即使甲烷净化操作失误，也不会使氨合成系统中毒，而且制造的CNG毒性可以达到燃气标准的要求。
甲烷化气送变压吸附提纯装置制得甲烷浓度95％以上的CNG，CNG毒性气体浓度和热值符合燃气标准，同时获得甲烷浓度≤8％的粗脱气；粗脱气进入变压吸附精脱装置分离甲烷到浓度≤0.5％称为精脱气送氨合成系统，解吸气压缩送入粗脱装置循环分离。
这个方法与先甲烷化后制氨合成气过程相比，减少了大量苯萘硫变温吸附或加氢转化过程，节约了能耗。减少了甲烷化过程大量一氧化碳、二氧化碳、不饱和烃的加氢过程，节约了氢气。
本发明是将返回燃气系统的气量相同的焦炉气多压缩的方法来降低合成甲烷化消耗，总能耗比传统工艺低很多。而且没有产生低热值气体。
附图说明
附图1是焦炉气制氨与CNG的改进工艺示意流程图。
具体实施方式
实施例1：利用25000NM3/H焦炉气热值3840大卡/NM3，制氨与CNG的改进工艺，将31000NM3/H焦炉气经过压缩到0.4MPa，经过变换把一氧化碳转化为氢气与二氧化碳称为变换气，变换气一氧化碳浓度0.5％，经过变压吸附脱除硫化氢、有机硫、二氧化碳、CnHm、部分甲烷得到25000NM3/H脱碳气，脱碳气一氧化碳与二氧化碳总和1.0％，脱碳气送精脱硫净化达到总硫0.1ppm称为精脱气；同时获得6000NM3/H3840大卡/NM3的再生气，再生气回流进入焦炉燃料气。
精脱气压缩到1.8MPa，送入甲烷化净化装置脱除一氧化碳与二氧化碳到总和10ppm 称为甲烷化气；甲烷化气送变压吸附提纯装置制得甲烷浓度95％以上的CNG，CNG毒性气体浓度和热值符合燃气标准，同时获得甲烷浓度8％的粗脱气；粗脱气进入变压吸附精脱装置分离甲烷到浓度0.3％称为精脱气送氨合成系统，解吸气压缩送入粗脱装置循环分离，整个装置没有低热值燃气。
实施例2：利用35000NM3/H焦炉气热值4000大卡/NM3，制氨与CNG的改进工艺，将39000NM3/H焦炉气经过压缩到1.6MPa，经过变换把一氧化碳转化为氢气与二氧化碳称为变换气，变换气一氧化碳浓度0.5％，经过变压吸附脱除硫化氢、有机硫、二氧化碳、CnHm、部分甲烷得到35000NM3/H脱碳气，脱碳气一氧化碳与二氧化碳总和0.8％，脱碳气送精脱硫净化达到总硫0.1ppm称为精脱气；同时获得4000NM3/H4000大卡/NM3再生气，再生气回流进入焦炉燃料气。
精脱气送入甲烷化净化装置脱除一氧化碳与二氧化碳到总和10ppm称为甲烷化气；甲烷化气送变压吸附提纯装置制得甲烷浓度95％以上的CNG，CNG毒性气体浓度和热值符合燃气标准，同时获得甲烷浓度7％的粗脱气；粗脱气进入变压吸附精脱装置分离甲烷到浓度0.5％称为精脱气送氨合成系统，解吸气压缩送入粗脱装置循环分离，整个装置没有低热值燃气。
实施例3：利用35000NM3/H焦炉气热值4000大卡/NM3，制氨与CNG的改进工艺，将40000NM3/H焦炉气经过压缩到0.8MPa，经过变换把一氧化碳转化为氢气与二氧化碳称为变换气，变换气一氧化碳浓度0.5％，经过变压吸附脱除硫化氢、有机硫、二氧化碳、CnHm、部分甲烷得到35000NM3/H脱碳气，脱碳气一氧化碳与二氧化碳总和0.8％，脱碳气送精脱硫净化达到总硫0.1ppm称为精脱气；同时获得5000NM3/H4000大卡/NM3再生气，再生气回流进入焦炉燃料气。
精脱气压缩到1.6MPa，送入甲烷化净化装置脱除一氧化碳与二氧化碳到总和10ppm 称为甲烷化气；甲烷化气送变压吸附提纯装置制得甲烷浓度95％以上的CNG，CNG毒性气体浓度和热值符合燃气标准，同时获得甲烷浓度8％的粗脱气；粗脱气进入变压吸附精脱装置分离甲烷到浓度0.5％称为精脱气送氨合成系统，解吸气压缩送入粗脱装置循环分离，整个装置没有低热值燃气。

Claims (1)

1.一种焦炉气制氨与CNG的改进工艺，其特征在于：焦炉气经过压缩到0.4~1.8MPa，经过变换把一氧化碳转化为氢气与二氧化碳称为变换气，变换气一氧化碳浓度≤0.5%，经过变压吸附脱除硫化氢、有机硫、二氧化碳、CnHm、部分甲烷称为脱碳气，脱碳气一氧化碳与二氧化碳总和≤1.0%，脱碳气送精脱硫净化达到总硫≤0.1ppm称为精脱气；同时获得与焦炉气热值相差±5%以内的再生气，再生气回流进入焦炉燃料气；精脱气送入甲烷化净化装置脱除一氧化碳与二氧化碳到总和≤10ppm称为甲烷化气；甲烷化气送变压吸附提纯装置制得甲烷浓度95%以上的CNG，CNG毒性气体浓度和热值符合燃气标准，同时获得甲烷浓度≤8%的粗脱气；粗脱气进入变压吸附精脱装置分离甲烷到浓度≤0.5%称为精脱气送氨合成系统，解吸气压缩送入粗脱装置循环分离。
CN202010600507.6A 2020-06-29 2020-06-29 一种焦炉气制氨与cng的改进工艺 Pending CN113956905A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010600507.6A CN113956905A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种焦炉气制氨与cng的改进工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010600507.6A CN113956905A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种焦炉气制氨与cng的改进工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113956905A true CN113956905A (zh) 2022-01-21

Family

ID=79459085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010600507.6A Pending CN113956905A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种焦炉气制氨与cng的改进工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113956905A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1223736A (en) * 1983-12-02 1987-07-07 Philip A. Ruziska Single-stage reforming of high hydrogen content feeds for production of ammonia syn gas
CN101434879A (zh) * 2008-12-15 2009-05-20 四川天一科技股份有限公司 以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法
CN102517108A (zh) * 2011-12-15 2012-06-27 西南化工研究设计院 一种利用焦炉气制液化天然气联产液氨的工艺
CN104004547A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 华南理工大学 一种煤气化与煤焦化联供联产系统及方法
CN204211707U (zh) * 2014-11-05 2015-03-18 新奥能源贸易有限公司 利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的装置
CN104449920A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 新奥能源贸易有限公司 利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的方法
CN105018164A (zh) * 2014-05-01 2015-11-04 北京蓝图工程设计有限公司 一种焦炉煤气和转炉煤气联产液化天然气和尿素的方法
CN105883851A (zh) * 2016-04-07 2016-08-24 河南中鸿集团煤化有限公司 一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1223736A (en) * 1983-12-02 1987-07-07 Philip A. Ruziska Single-stage reforming of high hydrogen content feeds for production of ammonia syn gas
CN101434879A (zh) * 2008-12-15 2009-05-20 四川天一科技股份有限公司 以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法
CN102517108A (zh) * 2011-12-15 2012-06-27 西南化工研究设计院 一种利用焦炉气制液化天然气联产液氨的工艺
CN105018164A (zh) * 2014-05-01 2015-11-04 北京蓝图工程设计有限公司 一种焦炉煤气和转炉煤气联产液化天然气和尿素的方法
CN104004547A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 华南理工大学 一种煤气化与煤焦化联供联产系统及方法
CN204211707U (zh) * 2014-11-05 2015-03-18 新奥能源贸易有限公司 利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的装置
CN104449920A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 新奥能源贸易有限公司 利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的方法
CN105883851A (zh) * 2016-04-07 2016-08-24 河南中鸿集团煤化有限公司 一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI291988B (zh)
US7731923B2 (en) Method for simultaneously producing hydrogen and carbon monoxide
US6379645B1 (en) Production of hydrogen using methanation and pressure swing adsorption
CN104449920B (zh) 利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的方法
CN101368010B (zh) 用焦炉煤气生产半补强炭黑、甲醇、液氨的方法
US20120068120A1 (en) Syngas production method
US6071326A (en) Process for the production of naphtha gas from landfill gas
AU2005318388A1 (en) Method for producing hydrogen and power from a synthesis gas
KR20150138144A (ko) 교대 압력 흡착 공정을 이용하여 가스 유동으로부터 수소를 분리하기 위한 방법 및 장치
EP2338833A1 (en) Reduction of greenhouse gas emissions from petroleum refineries
CN102642810B (zh) 一种焦炉气制备费托合成油原料气的组合工艺
CN112678773B (zh) 一种荒煤气制氢联产lng工艺
CN217459345U (zh) 一种利用焦炉气生产低碳甲醇的装置
CN113200518A (zh) 一种从兰炭尾气中回收提纯氢气的方法
CN104974014B (zh) 一种生产甲醇的方法
CN109054893B (zh) 一种煤制氢中氢气提纯与蜡油加氢耦合的系统
CN113460978B (zh) 一种兰炭炉生产氢气、氮气、一氧化碳的方法
CN114149837B (zh) 一种带变换脱碳的焦炉气制液化天然气联产液氨或氢气工艺
CN101516766A (zh) 生产氢气的方法
CN102320568A (zh) Bgl加压熔渣气化加纯氧非催化部分氧化制取合成气或氢气的方法及装置
CN105253899A (zh) 一种焦炉煤气综合利用方法
US2759799A (en) Hydrogen production process and apparatus
CN113955716A (zh) 一种焦炉气矿热炉煤气制合成气与cng的工艺
CN113956905A (zh) 一种焦炉气制氨与cng的改进工艺
CN104098069B (zh) 一种煤气提氢的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination