一种焦炉气制氨与LNG的改进工艺的制作方法

一种焦炉气制氨与lng的改进工艺
技术领域
1.本发明涉及能源利用及环境保护技术领域，尤其涉及一种焦炉煤气制氨与lng资源化利用的方法及装置。


背景技术：

2.焦炉气制氨与lng的工艺，通常采用压缩、脱焦油、脱c
3+
、再压缩到2.5mpa以上，高温脱硫化氢、高温加氢转化、再高温脱硫化氢，把总硫脱除到0.1ppm以下，冷却到常温，送mdea脱除二氧化碳到30ppm以下，送液氮洗制造lng，同时获得调配氢氮比为3：1合成气，合成气中的一氧化碳为3ppm以下、烃类1ppm以下，送氨合成制造液氨。液氮洗过程副产液氮洗尾气一氧化碳含量5-20%，氮气80-95%。
3.cn202111272968公开了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。该工艺中将焦炉气经压缩净化、加氢脱硫、变换、脱碳、甲烷化、深冷分离等工艺单元，深冷分离后的液体为lng产品，气体经复热后可作为下游氨合成装置的氢氮气原料去生产液氨产品，或者作为psa提氢装置的原料去生产纯氢。焦炉气中含有一氧化碳5-10%，在液氮洗过程脱除一氧化碳会产生液氮洗尾气，该气体通常只能用于燃烧产生热源。
4.在cn110041969a中提供了一种液氮洗尾气资源化利用的方法及装置，将液氮洗尾气依次进行升压和水冷，得到预处理液氮洗尾气。所述预处理液氮洗尾气进行一氧化碳吸附，得到一氧化碳气体，后与第一水蒸气混合进行高温变换，得到高温变换气；将所述高温变换气与第二水蒸气混合进行中低温变换，得到中低温变换气；将所述中低温变换气依次进行冷却和脱碳，得到合成气。其中使用贵金属催化剂生产成本较高，而且设备成本较高。
5.本发明把焦炉气中的一氧化碳变换成氢气有利于减少液氮洗尾气，同时降低一氧化碳净化过程的能耗，并且把焦炉气中的一氧化碳变换成氢气与脱硫过程结合，能量共轭使用，降低了能量消耗，成为我们的发明思路。


技术实现要素：

6.本发明采用如下技术方案：将焦炉气压缩到0.8-2.5mpa，脱除焦油、苯萘后，送设立的低温耐硫与中温有机硫水解催化剂联合工作的变换塔，通过变换反应，将焦炉气中5~8%一氧化碳转化到低于0.8%，将200-1000ppm有机硫99%转化成硫化氢，气体经过换热器，用于费托净化的加热热源，同时被降温后冷却到30-40℃，送硫化氢第一级吸收塔到1ppm；气体剩下2-10ppm有机硫组分，再送低温有机硫转化塔转化99%有机硫成硫化氢，气体剩余有机硫0.02-0.1ppm，送硫化氢第二级吸收塔到0.9ppm以下，由此脱除总硫低于1ppm，送mdea脱除二氧化碳到1000ppm ~2000ppm，再送换热器加热，送脱氧脱毒塔，再送费托净化塔，把一氧化碳、二氧化碳总浓度降低到8ppm以下称为净化气；净化气送液氮洗装置制造lng，脱甲烷合成气与补充99.99%氮气（50ppm氧气）配成氢氮比3：1送常温精脱氧后送氨合成制造液氨。
7.本发明的创新点：1.通常考虑到焦炉气有机硫高的特点，水解脱硫要快速的话，一
般采用中温水解，低温水解能够使有机硫达到较低的浓度，但是反应速度慢，而高温氢解有机硫是常用手段，具有速度快而且有机硫深度转化，因此大多数采用高温氢解的方式转化有机硫，为了避免冷热问题，采用高温氧化锌脱除硫化氢就是必然的手段，但是氧化锌价格高，因此，一次性投资与更换成本高。而且加热过程通常采用焦炉气燃烧加热的方法，能耗也高。如采用变换与深度水解脱硫机同时工作的方法作为脱除大量有机硫具有节能的效果。一氧化碳8%用变换方法转化成氢投资大，经济效益不佳，本领域技术人员不会用这个方法，而把脱除有机硫同时与变换一起，则经济效益变好与能量利用效率提高。2.高浓度一氧化碳、二氧化碳的高炉气采用甲烷化净化技术具有产蒸汽无法使用于本类装置，而且大量转化一氧化碳、二氧化碳消耗大量的氢气，经济性差，采用费托净化技术可以把低浓度一氧化碳、二氧化碳转化成甲烷与高碳烃具有反应热低产蒸汽少的特点，在本类装置中具有明显优势。3.利用焦炉气变换脱硫的热量用于费托净化预热，减少了变换过程的冷却水消耗量，节约了费托净化的加热能耗。4.费托净化后一氧化碳、二氧化碳总浓度低于8ppm。通常工艺的液氮洗尾气由于一氧化碳高只能用于燃料，本发明把液氮洗尾气可以直接加压使用做合成气。
具体实施方式
8.实施例1.某焦炉气含有h
2 62% ,co 8% ,co
2 3%, ch
4 25% ,c
2+ 1% n
2 1%，有机硫450ppm压缩到0.9mpa，脱除焦油、苯萘后，送变换塔发生变换反应，将一氧化碳转化到0.7%，将有机硫99%转化成硫化氢，气体经过换热器，用于费托净化的加热热源，同时被降温后冷却到34℃，送硫化氢第一级吸收塔到1ppm；气体剩下6ppm有机硫组分，再送低温有机硫转化塔转化99%有机硫成硫化氢，气体剩余有机硫0.05ppm，送硫化氢第二级吸收塔到0.8ppm，由此脱除总硫低于1ppm，送mdea脱除二氧化碳到1400ppm，再送换热器加热，送脱氧脱毒塔，再送费托净化塔，把一氧化碳、二氧化碳总浓度降低到6ppm称为净化气；净化气送液氮洗装置制造lng，脱甲烷合成气与补充99.99%氮气（50ppm氧气）配成氢氮比3：1送常温精脱氧脱水后送氨合成制造液氨。
9.实施例2.某焦炉气含有h
2 52% ,co 6% ,co
2 5%, ch
4 35% ,c
2+ 0.8% n
2 1.2%，有机硫600ppm压缩到1.5mpa，脱除焦油、苯萘后，送变换塔发生变换反应，将一氧化碳转化到0.5%，将有机硫99%转化成硫化氢，气体经过换热器，用于费托净化的加热热源，同时被降温后冷却到38℃，送硫化氢第一级吸收塔到1ppm；气体剩下9ppm有机硫组分，再送低温有机硫转化塔转化99%有机硫成硫化氢，气体剩余有机硫0.09ppm，送硫化氢第二级吸收塔到0.5ppm，由此脱除总硫低于1ppm，送mdea脱除二氧化碳到1900ppm，再送换热器加热，送脱氧脱毒塔，再送费托净化塔，把一氧化碳、二氧化碳总浓度降低到2ppm称为净化气；净化气送液氮洗装置制造lng，脱甲烷合成气与补充99.99%氮气（50ppm氧气）配成氢氮比3：1送常温精脱氧脱水后送氨合成制造液氨。
10.实施例3.某焦炉气含有h
2 58% ,co5% ,co
2 4%, ch
4 31.2% ,c
2+ 1% n
2 0.8%，有机硫450ppm压缩到0.9mpa，脱除焦油、苯萘后，送变换塔发生变换反应，将900ppm有机硫99%转化成硫化氢，气体经过换热器，用于费托净化的加热热源，同时被降温后冷却到31℃，送硫化氢第一级吸收塔到1ppm；气体剩下3ppm有机硫组分，再送低温有机硫转化塔转化99%有机硫成硫化氢，气体剩余有机硫0.03ppm，送硫化氢第二级吸收塔到0.7ppm，由此脱除总硫低
于1ppm，送mdea脱除二氧化碳到1100ppm，再送换热器加热，送脱氧脱毒塔，再送费托净化塔，把一氧化碳、二氧化碳总浓度降低到8ppm称为净化气；净化气送液氮洗装置制造lng，脱甲烷合成气与补充99.99%氮气（50ppm氧气）配成氢氮比3：1送常温精脱氧脱水后送氨合成制造液氨。

技术特征：
1.一种焦炉气联产lng与合成氨的改进方法，其特征在于焦炉气压缩到0.8-2.5mpa，脱除焦油、苯萘后，送设立的低温耐硫与中温有机硫水解催化剂联合工作的变换塔，变换内，将焦炉气中5~8%一氧化碳转化到低于0.8%，将200-1000ppm有机硫99%转化成硫化氢，气体经过换热器，用于费托净化的加热热源，同时被降温后冷却到30-40℃，送硫化氢第一级吸收塔到1ppm；气体剩下2-10ppm有机硫组分，再送低温有机硫转化塔转化99%有机硫成硫化氢，气体剩余有机硫0.02-0.1ppm，送硫化氢第二级吸收塔到0.9ppm以下，由此脱除总硫低于1ppm，送mdea脱除二氧化碳到1000ppm~2000ppm，再送换热器加热，送脱氧脱毒塔，再送费托净化塔，把一氧化碳、二氧化碳总浓度降低到8ppm以下称为净化气；净化气送液氮洗装置制造lng，脱甲烷合成气与补充99.99%氮气（50ppm氧气）配成氢氮比3：1送常温精脱氧后送氨合成制造液氨。2.权力要求1所述的第一级硫化氢吸收塔采用氧化铁、活性炭或其它低温廉价吸附剂。

技术总结
本发明公开了一种焦炉气联产LNG与合成氨的改进方法，焦炉气压缩到0.8-2.5MPa，脱除焦油、苯萘后，送设立的低温耐硫与中温有机硫水解催化剂联合工作的变换塔，变换内，将焦炉气中5~8%一氧化碳转化到低于0.8%，将200-1000ppm有机硫99%转化成硫化氢，气体经过换热器，用于费托净化的加热热源，同时被降温后冷却到30-40℃，送硫化氢第一级吸收塔到1ppm；气体剩下2-10ppm有机硫组分，再送低温有机硫转化塔转化99%有机硫成硫化氢，气体剩余有机硫0.02-0.1ppm，送硫化氢第二级吸收塔到0.9ppm以下，由此脱除总硫低于1ppm，送MDEA脱除二氧化碳到1000ppm~2000ppm，再送换热器加热，送脱氧脱毒塔，再送费托净化塔，把一氧化碳、二氧化碳总浓度降低到10ppm以下称为净化气；净化气送液氮洗装置制造LNG，脱甲烷合成气与补充99.99%氮气（50ppm氧气）配成氢氮比3：1送常温精脱氧后送氨合成制造液氨。精脱氧后送氨合成制造液氨。


技术研发人员：杨相宜 杨皓 张秋林 王娟芸
受保护的技术使用者：杨皓
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/9/22