CN209685302U - 低温干馏煤气重整转化制氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了低温干馏煤气重整转化制氢装置，涉及制氢领域，包括压缩装置、洗氨塔、脱氧脱硫装置和PSA净化装置；采用抽真空PSA工艺进行低温干馏煤气进行净化处理，仅脱除甲烷、乙烷、丁烷等烃类以及少量的HCN、NH3等，保留了绝大部分氢气和氮气组分；同时采用脱氧脱硫装置脱除干馏煤气中的硫化物杂质，确保将硫化物脱除至≤0.1PPM，脱除其中的氧气、烃类、和硫化物等污染物和无效组分，保留了干馏煤气中绝大部分的氢气和氮气；同时干馏煤气中的氢气回收率≥99％，氮气回收率≥90％，干馏煤气的利用率大大提高，整个装置的投资和运行成本较低。

Description

低温干馏煤气重整转化制氢装置

技术领域

本实用新型涉及制氢领域，尤其涉及低温干馏煤气重整转化制氢装置。

背景技术

在低阶煤干馏提质加工过程中会产生大量煤气，煤气中有H2、CO、CH4等有效组分和苯、萘、H2S和有机硫等杂质组分，如果直接简单燃烧掉，不仅利用效率低，还会造成环境污染，因此，对煤化工过程中产生的煤气进行深加工利用具有非常重要的意义，目前煤气利用的方式主要有以下几种：返回焦炉燃烧室燃烧利用；先将煤气进行变换，然后作为费托合成原料气；或者将煤气用作化工原料生产甲醇等化工产品；或者将煤气进行提氢，生产氢气和LNG(液化天然气)产品，目前大多采取先提氢后深冷或直接采用PSA提氢技术的方式，存在以下问题：深冷的方式虽然减少了深冷处理量，但增加了投资成本；直接采用PSA提氢技术的方式也是综合投资较高。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题设计了低温干馏煤气重整转化制氢装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

低温干馏煤气重整转化制氢装置，包括压缩装置、洗氨塔、脱氧脱硫装置和PSA净化装置，压缩装置用与压缩干馏煤气，压缩装置的出气口与洗氨塔的进气口连通，洗氨塔的出气口与脱氧脱硫装置的进气口连通，脱氧脱硫装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通，干馏煤气依次经过压缩装置、洗氨塔、脱氧脱硫装置和PSA净化装置。

进一步地，脱氧脱硫装置包括第一脱硫装置和第一脱氧装置，洗氨塔的出气口与第一脱硫装置的进气口连通，第一脱硫装置的出气口与第一脱氧装置的进气口连通，第一脱氧装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通。

进一步地，第一脱硫装置包括粗脱硫塔、第一换热器和精脱硫塔，洗氨塔的出气口与粗脱硫塔的进气口连通，粗脱硫塔的出气口和第一换热器的升温进气口连通，第一换热器的升温出气口和精脱硫塔的进气口连通；

第一脱氧装置包括第二换热器、第一压缩机、水冷器和第一脱氧塔，精脱硫塔的出气口与第二换热器的降温进气口连通，第二换热器的降温出气口与第一脱氧塔的进气口连通，第一脱氧塔的出气口与第二换热器的升温进气口连通，第二换热器的升温出气口分别与第一压缩机和水冷器的进气口连通，水冷器的出气口与PSA净化装置的进气口连通，第一压缩机的出气口与第一换热器的升温进气口连通。

进一步地，脱氧脱硫装置包括第二脱硫装置和第二脱氧装置，洗氨塔的出气口与第二脱样装置的进气口连通，第二脱氧装置的出气口与第二脱硫装置的进气口连通，第二脱氧硫装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通。

进一步地，第二脱氧装置包括第三换热器、第二压缩机与第二脱氧塔，洗氨塔的出气口与第三换热器的升温进气口连通，第三换热器的升温出气口与第二脱氧塔的进气口连通，第二脱氧塔的出气口与第三换热器的降温进气口连通，第三换热器的降温出气口与第二压缩机的进气口连通，第二压缩机的出气口与第三换热器的升温进气口连通；

第二脱硫装置包括第一脱硫塔，第二脱氧塔的出气口还与第一脱硫塔的进气口连通，第一脱硫塔的出气口与PSA进化装置的进气口连通。

进一步地，压缩装置包括第一压缩机、第二压缩机和用与初步处理过滤干流煤气的变温变压吸附装置，干馏煤气自第一压缩机的进气口进入第一压缩机，第一压缩机的出气口与变温变压吸附装置的进气口连通，变温变压吸附装置的出气口第二压缩机的进气口连通。

本实用新型的有益效果在于：采用抽真空PSA工艺进行低温干馏煤气进行净化处理，仅脱除甲烷、乙烷、丁烷等烃类以及少量的HCN、NH3等，保留了绝大部分氢气和氮气组分；同时采用脱氧脱硫装置脱除干馏煤气中的硫化物杂质(包含有机硫和无机硫)，确保将硫化物脱除至≤0.1PPM，通过精制净化，脱除其中的氧气、烃类、和硫化物等污染物和无效组分，保留了干馏煤气中绝大部分的氢气和氮气；同时干馏煤气中的氢气回收率≥99％，氮气回收率≥90％，干馏煤气的利用率大大提高，整个装置的投资和运行成本较低。

附图说明

图1是本实用新型低温干馏煤气重整转化制氢工艺中先脱硫后脱氧的流程图；

图2是本实用新型低温干馏煤气重整转化制氢工艺中先脱氧后脱硫的流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

低温干馏煤气重整转化制氢装置，包括压缩装置、洗氨塔、脱氧脱硫装置和PSA净化装置，压缩装置用与压缩干馏煤气，压缩装置的出气口与洗氨塔的进气口连通，洗氨塔的出气口与脱氧脱硫装置的进气口连通，脱氧脱硫装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通，干馏煤气依次经过压缩装置、洗氨塔、脱氧脱硫装置和PSA净化装置。

压缩装置出气口出来的干馏煤气自下而上的通过洗氨塔，洗氨塔中的脱盐水自上而下的流动，使干馏煤气与脱盐水在洗氨塔内填料的表面逆向流动、进行充分传质传热，洗氨后的干馏煤气经过脱氧脱硫装置后脱除干馏煤气中的氧和硫，脱除后进入PSA净化装置，脱除烃类等杂质得到氢气，PSA净化装置采用抽真空PSA工艺，仅脱除甲烷、乙烷、丁烷等烃类以及少量的HCN、NH3等，保留了绝大部分氢气和氮气组分。

脱氧脱硫装置包括第一脱硫装置和第一脱氧装置，洗氨塔的出气口与第一脱硫装置的进气口连通，第一脱硫装置的出气口与第一脱氧装置的进气口连通，第一脱氧装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通。

第一脱硫装置包括粗脱硫塔、第一换热器和精脱硫塔，洗氨塔的出气口与粗脱硫塔的进气口连通，粗脱硫塔的出气口和第一换热器的升温进气口连通，第一换热器的升温出气口和精脱硫塔的进气口连通；

第一脱氧装置包括第二换热器、第一压缩机、水冷器和第一脱氧塔，精脱硫塔的出气口与第二换热器的降温进气口连通，第二换热器的降温出气口与第一脱氧塔的进气口连通，第一脱氧塔的出气口与第二换热器的升温进气口连通，第二换热器的升温出气口分别与第一压缩机和水冷器的进气口连通，水冷器的出气口与PSA净化装置的进气口连通，第一压缩机的出气口与第一换热器的升温进气口连通。

洗氨后的干馏煤气进入粗脱硫塔进行初步脱硫，粗脱硫塔内装填有活性炭脱硫剂，经过第一换热器升温至250℃后进入精脱硫塔进行进一步脱硫，精脱硫塔内装填有氧化锌，脱硫后的干馏煤气经第二换热器降温至80-100℃后进入第一脱氧塔进行脱氧，第一脱氧塔内装填有金属钯脱氧剂，反应放热使温度提高，控制反应温度出第一脱氧塔，脱氧后的干馏煤气与经第二换热器后分为两部分，其中一部分经第一压缩机压缩后与从粗脱硫塔中出来的干馏煤气汇合，另一部分经水冷器降温后进入PSA净化装置。

脱氧脱硫装置包括第二脱硫装置和第二脱氧装置，洗氨塔的出气口与第二脱样装置的进气口连通，第二脱氧装置的出气口与第二脱硫装置的进气口连通，第二脱氧硫装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通。

第二脱氧装置包括第三换热器、第二压缩机与第二脱氧塔，洗氨塔的出气口与第三换热器的升温进气口连通，第三换热器的升温出气口与第二脱氧塔的进气口连通，第二脱氧塔的出气口与第三换热器的降温进气口连通，第三换热器的降温出气口与第二压缩机的进气口连通，第二压缩机的出气口与第三换热器的升温进气口连通；

第二脱硫装置包括第一脱硫塔，第二脱氧塔的出气口还与第一脱硫塔的进气口连通，第一脱硫塔的出气口与PSA进化装置的进气口连通。

洗氨后的干馏煤气经过第三换热器升温至250℃后进入第二脱氧塔进行脱氧，第二脱氧塔内装填有钴钼系脱氧剂，同时反应放热使温度提高，控制反应温度出脱氧塔，第二脱氧塔出来后的干馏煤气经第三换热器换热后分为两部分，其中一部分经第二压缩机压缩后与脱氧前的干馏煤气汇合，另一部分自第一脱硫塔的塔底进入第一脱硫塔进行脱硫，第一脱硫塔内装填有氧化锌，脱硫后有塔顶排出进入PSA净化装置。

压缩装置包括第三压缩机、第四压缩机和用与初步处理过滤干流煤气的变温变压吸附装置，干馏煤气自第三压缩机的进气口进入第三压缩机，第三压缩机的出气口与变温变压吸附装置的进气口连通，变温变压吸附装置的出气口第四压缩机的进气口连通。

由于干馏煤气中杂质较多，需要经过初步处理后才能进入洗氨塔，干馏煤气自第三压缩机的进气口进去第三压缩机升压至1.8MPa.G，初次升压后的干馏煤气进入变温变压吸附装置进行初步处理后，进入第四压缩机进行二次升压至3.6-4.0MPa.G，第四压缩机出来后的气体自下而上进入洗氨塔，

如图1所示，工艺流程1：

干馏煤气自第三压缩机的进气口进去第三压缩机升压至1.8MPa.G，初次升压后的干馏煤气进入变温变压吸附装置进行初步处理后，进入第四压缩机进行二次升压至3.6-4.0MPa.G，第四压缩机出来后的气体自下而上进入洗氨塔，洗氨后的干馏煤气进入粗脱硫塔进行初步脱硫，粗脱硫塔内装填有活性炭脱硫剂，经过第一换热器升温至250℃后进入精脱硫塔进行进一步脱硫，精脱硫塔内装填有氧化锌，脱硫后的干馏煤气经第二换热器降温至80-100℃后进入第一脱氧塔进行脱氧，第一脱氧塔内装填有金属钯脱氧剂，反应放热使温度提高，控制反应温度出第一脱氧塔，脱氧后的干馏煤气与经第二换热器后分为两部分，其中一部分经第一压缩机压缩后与从粗脱硫塔中出来的干馏煤气汇合，另一部分经水冷器降温后进入PSA净化装置，脱除烃类等杂质得到氢气，PSA净化装置采用抽真空PSA工艺，仅脱除甲烷、乙烷、丁烷等烃类以及少量的HCN、NH3等，保留了绝大部分氢气和氮气组分。

如图2所示，工艺流程2：

干馏煤气自第三压缩机的进气口进去第三压缩机升压至1.8MPa.G，初次升压后的干馏煤气进入变温变压吸附装置进行初步处理后，进入第四压缩机进行二次升压至3.6-4.0MPa.G，第四压缩机出来后的气体自下而上进入洗氨塔，洗氨后的干馏煤气经过第三换热器升温至250℃后进入第二脱氧塔进行脱氧，第二脱氧塔内装填有钴钼系脱氧剂，同时反应放热使温度提高，控制反应温度出脱氧塔，第二脱氧塔出来后的干馏煤气经第三换热器换热后分为两部分，其中一部分经第二压缩机压缩后与脱氧前的干馏煤气汇合，另一部分自第一脱硫塔的塔底进入第一脱硫塔进行脱硫，第一脱硫塔内装填有氧化锌，脱硫后有塔顶排出进入PSA净化装置，脱除烃类等杂质得到氢气，PSA净化装置采用抽真空PSA工艺，仅脱除甲烷、乙烷、丁烷等烃类以及少量的HCN、NH3等，保留了绝大部分氢气和氮气组分。

本实用新型采用抽真空PSA工艺进行低温干馏煤气进行净化处理，仅脱除甲烷、乙烷、丁烷等烃类以及少量的HCN、NH3等，保留了绝大部分氢气和氮气组分；同时采用脱氧脱硫装置脱除干馏煤气中的硫化物杂质(包含有机硫和无机硫)，确保将硫化物脱除至≤0.1PPM，通过精制净化，脱除其中的氧气、烃类、和硫化物等污染物和无效组分，保留了干馏煤气中绝大部分的氢气和氮气；同时干馏煤气中的氢气回收率≥99％，氮气回收率≥90％，干馏煤气的利用率大大提高，整个装置的投资和运行成本较低。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.低温干馏煤气重整转化制氢装置，其特征在与：包括压缩装置、洗氨塔、脱氧脱硫装置和PSA净化装置，压缩装置用与压缩干馏煤气，压缩装置的出气口与洗氨塔的进气口连通，洗氨塔的出气口与脱氧脱硫装置的进气口连通，脱氧脱硫装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通，干馏煤气依次经过压缩装置、洗氨塔、脱氧脱硫装置和PSA净化装置。

2.根据权利要求1所述的低温干馏煤气重整转化制氢装置，其特征在与：脱氧脱硫装置包括第一脱硫装置和第一脱氧装置，洗氨塔的出气口与第一脱硫装置的进气口连通，第一脱硫装置的出气口与第一脱氧装置的进气口连通，第一脱氧装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通。

3.根据权利要求2所述的低温干馏煤气重整转化制氢装置，其特征在与：

第一脱硫装置包括粗脱硫塔、第一换热器和精脱硫塔，洗氨塔的出气口与粗脱硫塔的进气口连通，粗脱硫塔的出气口和第一换热器的升温进气口连通，第一换热器的升温出气口和精脱硫塔的进气口连通；

第一脱氧装置包括第二换热器、第一压缩机、水冷器和第一脱氧塔，精脱硫塔的出气口与第二换热器的降温进气口连通，第二换热器的降温出气口与第一脱氧塔的进气口连通，第一脱氧塔的出气口与第二换热器的升温进气口连通，第二换热器的升温出气口分别与第一压缩机和水冷器的进气口连通，水冷器的出气口与PSA净化装置的进气口连通，第一压缩机的出气口与第一换热器的升温进气口连通。

4.根据权利要求1所述的低温干馏煤气重整转化制氢装置，其特征在与：脱氧脱硫装置包括第二脱硫装置和第二脱氧装置，洗氨塔的出气口与第二脱样装置的进气口连通，第二脱氧装置的出气口与第二脱硫装置的进气口连通，第二脱氧硫装置的出气口与PSA净化装置的进气口连通。

5.根据权利要求4所述的低温干馏煤气重整转化制氢装置，其特征在与：

第二脱氧装置包括第三换热器、第二压缩机与第二脱氧塔，洗氨塔的出气口与第三换热器的升温进气口连通，第三换热器的升温出气口与第二脱氧塔的进气口连通，第二脱氧塔的出气口与第三换热器的降温进气口连通，第三换热器的降温出气口与第二压缩机的进气口连通，第二压缩机的出气口与第三换热器的升温进气口连通；

第二脱硫装置包括第一脱硫塔，第二脱氧塔的出气口还与第一脱硫塔的进气口连通，第一脱硫塔的出气口与PSA进化装置的进气口连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的低温干馏煤气重整转化制氢装置，其特征在与：压缩装置包括第三压缩机、第四压缩机和用与初步处理过滤干流煤气的变温变压吸附装置，干馏煤气自第三压缩机的进气口进入第三压缩机，第三压缩机的出气口与变温变压吸附装置的进气口连通，变温变压吸附装置的出气口第四压缩机的进气口连通。