一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺的制作方法

1.本发明属于焦炉煤气高效深加工技术领域，具体涉及一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺。


背景技术：

2.现有的焦炉煤气深加工技术，通过预加氢和一级加氢，预加氢及一级加氢床层温度维持360-390℃转化98％的有机硫转化为无机硫，然后进入一级中温氧化锌槽，脱除焦炉煤气中的硫化氢。来自一级中温氧化锌槽的焦炉煤气再进入二级加氢反应器，进一步将有机硫转化为无机硫，然后通过二级中温氧化锌槽脱除剩余有机硫。二级精脱硫温度要求在350-380℃，脱除微量有机硫。预加氢中煤气中氧含量0.1％-0.8％波动较大和有机硫200-350mg/m3之间变化，反应热热量波动较大，催化剂床层温度变化大，催化剂末期后，反应热变少导致床层温度变化大，精脱硫系统无法有效控制温度360-390℃，设计及生产运行采取电加热、加热炉等补热方式，操作弹性较小。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺。
4.本技术中所涉及的％，如无特殊说明，均表示体积百分比。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺，包括以下步骤：
6.1)配氧：根据预加氢热点温度，优选温度控制360-390℃，及鼓风机后焦炉煤气氧含量，根据配氧前焦炉煤气氧含量在线分析仪，将焦炉煤气自动配入压缩空气和氮气混合物，调节焦炉煤气氧含量，优选焦炉煤气含氧＜1.5％，最高＜2％，根据温度变化及蒸汽含量，实现温度自动调节，根据反应热计算的逻辑进行调节氧含量，氧含量每升高0.1％，反应气升高14℃；根据生产负荷，调节氢气含量，每增加焦炉煤气氧含量1％，氢气负荷减少2％。
7.2)压缩净化，将预处理后的焦炉煤气，采用气液分离或吸附的方式初步脱除焦炉煤气中的大分子杂质，进入气柜缓冲、储存后，再进入压缩机压缩，然后送至净化单元，净化单元通过洗涤、气液分离、吸附，将焦炉煤气中的焦油、萘、氨、氰化氢杂质脱除到工艺要求指标，净化后的焦炉煤气送入除氧单元；
8.3)除氧单元，除氧剂催化剂使用量，满足焦炉煤气含氧量在0-2％的操作负荷，通过氧气和氢气反应，脱除焦炉煤气中的氧气，根据预加氢及一级加氢生产负荷和催化剂使用情况，调整预热预加氢温度和一级加氢温度；
9.4)加氢脱硫，通过预加氢和一级加氢，预加氢及一级加氢床层温度维持360-390℃，将98％的有机硫转化为无机硫，然后进入一级中温氧化锌槽，脱除焦炉煤气中的硫化氢，来自一级中温氧化锌槽的焦炉煤气再进入二级加氢反应器，进一步将有机硫转化为无机硫，然后通过二级中温氧化锌槽脱除剩余有机硫，二级精脱硫温度要求在350-380℃，脱除微量有机硫；
10.5)深加工单元：焦炉煤气合成甲醇、lng，联产氢气或氢气深加工。
11.具体的是，所述配氧中的空气和氮气自动配入的调节阀门开度一致。
12.本发明具有以下有益效果：
13.1)本发明通过增加氧气含量，更大限度调节及利用焦炉煤气中原有的有效气体成分氢气，利用反应热减少电加热器和加热炉焦炉煤气消耗，同时利用反应热产生蒸汽，煤气中氧含量0.1％-0.8％波动较大和有机硫200-300mg/m3之间变化，催化剂末期后，反应热变少导致床层温度变化大；
14.2)根据温度变化及蒸汽含量，实现温度自动调节，根据反应热计算，氧含量每升高0.1％，反应气升高14℃，可以利用自身反应热产蒸汽，减少碳排放；
15.3)本发明最大程度的利用富余氢气，减少焦炉煤气消耗，取消电加热器和加热炉，根据焦炉煤气有机硫的情况，增加氧气含量的情况，利用自身反应热减少电加热、加热炉等补热工艺，减少能源消耗和尾气排放；
16.4)根据市场情况和环保天气情况，并根据后续工序氢气、液氨、蒸汽等产品价格，调节氧含量调节焦炉煤气氢气含量，调节制氢和合成氨等后序工序负荷。
附图说明
17.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
18.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
19.如图1，一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺，包括以下步骤：焦炉煤气配氧、压缩净化、除氧、加氢脱硫、深加工等工艺单元，通过调节焦炉煤气的氧含量，补充系统热量和蒸汽，该工艺具有利用焦炉煤气中氢气组分，加氢无需补热等，调节焦炉煤气氧含量进行，调节生产负荷等优点。
20.1)配氧：将焦炉煤气根据预加氢温度，进口温度控制在200℃-300℃，鼓风机后焦炉煤气氧含量，根据逻辑关系，根据配氧前焦炉煤气氧含量在线分析仪，自动配入压缩空气和氮气混合物，调节焦炉煤气氧含量，优选焦炉煤气含氧＜1.5％，最高＜2％；根据温度变化及蒸汽含量，实现温度自动调节，根据反应热计算的逻辑进行调节氧含量，氧含量每升高0.1％，反应气升高14℃；根据生产负荷，调节氢气含量，每增加焦炉煤气氧含量1％，氢气负荷减少2％。
21.以检测煤气净化作为焦炉煤气含氧量的依据，通过计算需要升高的煤气温度和调节氢气负荷，经过计算，准确导入空气和氮气自动调节阀门，空气和氮气阀门开度一致，同时根据压缩前的焦炉煤气氧含量在线分析仪，反馈至调节阀，避免空气量的过量导入。
22.2)压缩净化，来自焦化的焦炉煤气通过预处理，采用气液分离或吸附的方式初步脱除焦炉煤气中的大分子杂质，进入气柜缓冲、储存后，再进入压缩机压缩，然后送至净化单元；净化单元主要通过洗涤、气液分离、吸附等方式，将焦炉煤气中的焦油、萘、氨、氰化氢等杂质脱除到工艺要求指标，净化后的焦炉煤气送入除氧单元加氢脱硫单元。
23.3)除氧单元，除氧剂催化剂使用量一般采用钴钼系催化剂，装填量10t-20t，满足焦炉煤气含氧量在0.5％-2％的操作负荷；通过氧气和氢气反应，脱除焦炉煤气中的氧气，
根据预加氢及一级加氢生产负荷和催化剂使用情况，调整预热预加氢温度和一级加氢温度，调整锅炉旁通和蒸汽产生量，调节生产负荷调节进预加氢和一级加氢温度。
24.4)加氢脱硫，通过预加氢和一级加氢，预加氢及一级加氢床层温度维持360-390℃转化98％的有机硫转化为无机硫，然后进入一级中温氧化锌槽，脱除焦炉煤气中的硫化氢；来自一级中温氧化锌槽的焦炉煤气再进入二级加氢反应器，进一步将有机硫转化为无机硫，然后通过二级中温氧化锌槽脱除剩余有机硫；二级精脱硫温度要求在350-380℃，脱除微量有机硫。
25.5)深加工单元：焦炉煤气合成甲醇、lng，联产氢气或氢气等进行深加工。
26.实施例1：
27.某焦化厂煤气处理量在55000nm3/h，采用焦炉煤气制lng联产合成氨工艺，原料气的氧含量在0.1％-0.5％之间波动，有机硫在150-250mg/m3波动，未配氧前预加氢温度波动在300-370℃，一级加氢入口温度波动在300-360℃。
28.(1)配氧：将焦炉煤气根据预加氢温度情况及鼓风机后焦炉煤气氧含量，根据逻辑关系，根据配氧前焦炉煤气氧含量在线分析仪，自动配入压缩空如和氮气混合物，调节焦炉煤气氧含量，焦炉煤气含氧＜1.5％；根据温度变化及蒸汽含量，实现温度自动调节，根据反应热计算的逻辑进行调节氧含量，氧含量每升高0.1％，反应气升高14℃.
29.(2)以检测煤气净化作为焦炉煤气含氧量的依据，通过逻辑计算需要升高的煤气温度和调节氢气负荷，经过计算，准确导入空气和氮气自动调节阀门，空气和氮气阀门开度一致，同时根据压缩前的焦炉煤气氧含量在线分析仪，反馈至调节阀，避免空气量的过量导入。
30.(3)压缩净化，来自焦化的焦炉煤气通过预处理，采用气液分离或吸附的方式初步脱除焦炉煤气中的大分子杂质，进入气柜缓冲、储存后，再进入压缩机压缩，然后送至净化单元；净化单元主要通过洗涤、气液分离、吸附等方式，将焦炉煤气中的焦油、萘、氨、氰化氢等杂质脱除到工艺要求指标，净化后的焦炉煤气送入除氧单元加氢脱硫单元。
31.(4)除氧单元，根据工艺需求，焦炉煤气含氧控制在0.7-1％。通过氧气和氢气反应，脱除焦炉煤气中的氧气，根据预加氢及一级加氢生产负荷和催化剂使用情况，调整预热预加氢温度在250-260℃和一级加氢温度控制在330℃以上，调整余热锅炉旁通和蒸汽产生量，调节生产负荷调节进预加氢和一级加氢温度。
32.(5)加氢脱硫，通过预加氢和一级加氢，预加氢及一级加氢床层温度维持375-380℃转化98％的有机硫转化为无机硫，有机硫在200-350mg/m3波动，然后进入一级中温氧化锌槽，脱除焦炉煤气中的硫化氢；来自一级中温氧化锌槽的焦炉煤气再进入二级加氢反应器，进一步将有机硫转化为无机硫，然后通过二级中温氧化锌槽脱除剩余有机硫，二级精脱硫温度要求在350-380℃，脱除微量有机硫。
33.(6)深加工单元：焦炉煤气合成lng联产液氨工艺；液氨价格较低的情况下，满足焦化厂工艺需求，增加氧含量0.5％，氢气减少1％，减少合成氨压缩机电耗，同时调节加氢温度，避免开启电加热器进行温度调整。
34.本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
35.本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：
1.一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)配氧：根据预加氢温度情况及鼓风机后焦炉煤气氧含量，根据配氧前焦炉煤气氧含量在线分析仪，将焦炉煤气自动配入压缩空气和氮气混合物，调节焦炉煤气氧含量，使得焦炉煤气含氧＜2％，根据温度变化及蒸汽含量，实现温度自动调节，根据反应热计算的逻辑进行调节氧含量，氧含量每升高0.1％，反应气升高14℃；根据生产负荷，调节氢气含量，每增加焦炉煤气氧含量1％，氢气负荷减少2％。2)压缩净化，将预处理后的焦炉煤气，采用气液分离或吸附的方式初步脱除焦炉煤气中的大分子杂质，进入气柜缓冲、储存后，再进入压缩机压缩，然后送至净化单元，净化单元通过洗涤、气液分离、吸附，将焦炉煤气中的焦油、萘、氨、氰化氢杂质脱除到工艺要求指标，净化后的焦炉煤气送入除氧单元；3)除氧单元，除氧剂催化剂使用量，满足焦炉煤气含氧量在0-2％的操作负荷，通过氧气和氢气反应，脱除焦炉煤气中的氧气，根据预加氢及一级加氢生产负荷和催化剂使用情况，调整预热预加氢温度和一级加氢温度；4)加氢脱硫，通过预加氢和一级加氢，预加氢及一级加氢床层温度维持360-390℃，将98％的有机硫转化为无机硫，然后进入一级中温氧化锌槽，脱除焦炉煤气中的硫化氢，来自一级中温氧化锌槽的焦炉煤气再进入二级加氢反应器，进一步将有机硫转化为无机硫，然后通过二级中温氧化锌槽脱除剩余有机硫，二级精脱硫温度要求在350-380℃，脱除微量有机硫；5)深加工单元：焦炉煤气合成甲醇、lng，联产氢气或氢气深加工。2.一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺，其特征在于，所述配氧中的空气和氮气自动配入的调节阀门开度一致。

技术总结
本发明公开了一种调节焦炉煤气氧含量的深加工工艺，该工艺包括以下步骤：焦炉煤气配氧，压缩净化，除氧，加氢脱硫，深加工等工艺单元，通过调节焦炉煤气的氧含量，补充系统热量和蒸汽。该工艺具有利用焦炉煤气中氢气组分，加氢无需补热等，调节焦炉煤气氧含量进行，进而调节氢气含量，调节生产负荷等优点。调节生产负荷等优点。调节生产负荷等优点。


技术研发人员：梁永飞 张满 焦庆亮 郑雯 冀传玖 刘海涛 张守强 张健 李梦阳 栾树龙 汪永利
受保护的技术使用者：山东钢铁集团日照有限公司
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/9/22