一种焦炉煤气中苯族烃的脱除方法技术

本发明专利技术属于化工领域，具体为一种焦炉煤气中苯族烃的脱除方法。该方法为使用吸收剂吸收净化处理焦炉煤气中的苯族烃，具体工艺包括采用芳烃捕集和净化方法、溶剂回收和再生三个步骤。其中吸收剂为N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的混合溶液。该吸收剂为还包括环丁砜、水、吗啉中的一种或几种的混合物为主要组分；二甲基硅油、硅油油酸硬脂酸、辛烷基酚聚氧乙烯醚、二氧化硅中的一种或几种的混合物为辅助组分。通过本发明专利技术方法，能够快速高效的将焦炉煤气中的芳烃脱除到2mg/Nm3以下。且每个步骤的热量均回收利用，经济节约，环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，具体为。
技术介绍
在焦炭生产过程中会产生大量焦炉煤气。焦炉煤气中含有大量芳烃类组分(主要包括苯、萘、甲苯、二甲苯等)，焦化厂可以回收这些芳烃用于粗苯、萘等物质的生产。此外，随着近年来环保要求的提高和焦炉煤气净化后化工利用的推进，对焦炉煤气中芳烃的净化需求也更为迫切。如普通焦炉煤气苯回收工艺，一般要求对焦炉煤气中的芳烃脱除至2g/Nm3以下；焦炉煤气制合成气工艺的变换工段前,要求净化后的合成气中苯脱除至0.35mg/Nm3(折0.lppmv/v)以下；GB16171_1996炼焦炉大气污染物排放标准中，要求1997年I月I日后无组织排放的大气污染物总苯可溶物含量至少在0.80mg/m3以下；化工设备要求中，多数往复式或离心式压缩机要求入口气中萘含量降低到100mg/Nm3以下。这些生产和环保工作的条件，都对焦炉煤气中芳烃的净化提出了现实的需要。目前工业上普遍使用的气体中净化芳烃的方法包括吸收法(湿法)、吸附法(干法)、低温处理等。吸收法是利用某种液体溶剂(如水苯混合溶剂、油等)将气体中的芳烃吸收从而达到净化的效果，吸收芳烃后的溶剂经过再生后循环使用；吸附法是利用多孔的固体吸附剂(如活性炭)将气体中的芳烃组分吸附在吸附剂表面而净化气体，芳烃组分可以以液体形式凝结在吸附剂表面而被收集，当吸附剂吸附饱和或吸附效果不佳后在对吸附剂进行再生处理(如蒸汽吹扫、减压再生等)使吸附剂恢复吸附活性；低温处理技术是利用降温措施将工艺气体的温度降低到芳烃等气态物质的冷凝点(对纯组分为沸点，对混合物为露点)以下，从而将气态芳烃相变为液态冷凝物质再分离除去。采用轻质煤油、焦油洗油或石油洗油溶剂净化吸收焦炉煤气中的芳烃是目前工业上普遍采用的脱苯工艺。其主要原理是:低芳烃含量的洗油(贫油)与待净化的焦炉煤气在吸收塔内逆流接触后，气体中的芳烃被洗油吸收而得以净化，吸收塔排出的高含量芳烃洗油成为富油，富油经加热、精馏后，从中分离出粗苯，同时富油再生为贫油，降温后循环使用。如中国专利CN102732327A中就公开了一种使用由甲基萘、二甲萘、甲酚、二甲酚等物质组成的洗油用于芳烃的回收；国家标准“GB/T24217-2009洗油”标准中明确规定了用于吸收焦炉煤气中苯及其同类系物的洗油标准，其是由分馏高温煤焦油所得。但是采用这类洗油的缺点在于:洗油对芳烃的吸收为纯物理吸收，溶解度和吸收速率偏低；这种烃类洗油中若含有水，容易在低温下形成乳状液，影响工艺操作；由于洗油不能充分溶解焦炉煤气中的水分，该吸收工艺也无法对焦炉煤气同时做脱水处理，因此需要附加额外的脱水操作设备；洗油经多次使用后也需进行深度再生。吸附法在气体中芳烃净化领域也有所应用，吸附法可以富集气体中的芳烃成为液体而收集，回收的芳烃液体质量一般不高。而吸附剂达到吸附饱和后需要再生，再生方式是用再生气将芳烃吹出，放出的再生废气可送入火炬系统燃烧，会产生废气。低温处理技术也是焦炉煤气净化处理的一种常用技术，但该技术使用较低温度冷源，对能源的品位要求较高，且降温设备特别是换热器造价也较高，其实际处理精度与操作水平有较大关系，一般只适用于初步净化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产简单，操作方便、节约成本，但是能将焦炉煤气中的芳烃脱除到2mg/Nm3以下的焦炉煤气中苯族烃的脱除方法本专利技术解决其技术问题，所采用的技术方案是:，其使用N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉混合溶剂用于工业气体中芳烃的吸收、净化和溶剂的再生方法。N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的质量比例可控制在20:80~80:20之间，优选30:70~60:40。所述的吸收剂为还包括环丁砜、水和吗啉中的一种或几种的混合物作为主要组分，环丁砜、水和吗啉中的一种或几种的混合物作为主要组分可占总吸收剂质量百分含量的3%左右；二甲基硅油、硅油油酸硬脂酸、辛烷基酚聚氧乙烯醚和二氧化硅中的一种或几种的混合物为辅助组分，辅助组分的含量可占总吸收剂质量百分含量小于I %。原料气体温度调节到30-32°C。气体从塔底部进入吸收塔TlOl中。当吸收塔操作温度约30-35°C，塔顶压力0.15MPa, a。净化溶剂从塔顶部进入TlOl，在该塔中与焦炉煤气逆流接触，塔内采用泰勒花环乱堆填料，工况液气体积比1:550-590，即混合溶剂与原料气体苯族烃的体积比为1:550-590。该方法具体包括以下步骤:(I)采用溶剂吸收法捕集气体中的芳烃，使用的吸收溶剂主要由N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉组成，还可以包含有环丁砜、水、吗啉等溶剂中的一种或几种；以及辅助组分为二甲基硅油、硅油油酸硬脂酸、辛烷基酚聚氧乙烯醚、二氧化硅中的一种或几种。(2)溶剂中N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的质量比例可控制在20:80~80:20之间，优选 30:70 ~60:40。(3)所述的芳烃捕集、净化方法包括如下步骤:预备步骤:原料气在进入本工艺系统前应该进行必要的降温、除尘、除焦油、除氨、粗除萘、脱硫等处理后，含有芳烃的原料气进入到本工艺处理系统中。吸收步骤:经预处理后的原料气从吸收塔TlOl下部进入，N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的混合溶剂从塔顶进入，在吸收塔中与含有芳烃的、待净化的气体逆流接触，在压力0.1lMPa, a-0.5MPa, a，温度15°C _50°C，优选27°C _35°C的条件下吸收气体中的苯、萘等芳烃杂质，从而使气体得到净化。吸收的压力优选范围应视焦炉煤气的原始压力而定，提高压力可以提高溶剂的吸收效果，但会增加增压能耗，由于N-甲/乙酰吗啉类溶剂对芳烃有较好的吸收效果，可以不需要增压。溶剂回收步骤吸收 芳烃族溶剂回收步骤:吸收了芳烃的溶剂称为富液。富液经过换热器换热升高温度至100-120°C后进入回收塔T102中。回收塔为一个精馏塔，塔顶压力 0.01MPa, a-0.05MPa, a,优选 0.03MPa, a-0.045MPa, a,塔釜温度 160。。_210°C，优选192°C_208°C，回流比1-4。通过减压精馏的方式将富液中的芳烃从塔顶蒸出。再生塔顶回流槽VlOl设计为带水分离的回流槽，蒸馏出的芳烃与水冷凝分离后，自动分层，苯层回流。采出的苯送入后续工段作为苯产品。废水排出做环保处理。由于富液中会吸收少量CH4XO2等气体，其在回收塔中精馏时会被蒸出，起到对溶剂的气提作用，有助于提高精馏效率。这些气体从E102顶部排空，送入工厂废气管网处理。塔釜采出回收的吸收溶剂，即为贫液I。大部分贫液I经过P103加压后在ElOl中与富液换热降温，再于E106中降温(E106采用循环冷却水为冷源)，再用泵P104加压并适当补充新鲜溶剂后返回TlOl循环使用，可以抽取部分富液，用泵PlOl送入过滤器中过滤处理。过滤器可用石英砂过滤器、陶瓷膜过滤器或活性炭过滤器。抽取比例应根据溶剂受固体颗粒污染的程度而确定。(4)贫液I再生步骤部分从回收塔中获得的贫液I用泵P102增压送入再生塔中，在该塔中再生。再生的目的是为了脱除吸收中含有的较重的组分和部分固体颗粒。再生塔为一个减压精馏塔，塔顶的压力为0.01MPa, a-0.03MPa, a，优选压力范围为0.015MPa, a-0.025MPa, a，塔釜温度130。。-190。。，优选159本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炉煤气中苯族烃的脱除方法，其特征在于：该方法为使用吸收剂吸收净化处理焦炉煤气中的苯族烃，具体工艺包括采用芳烃捕集和净化方法、溶剂回收和再生三个步骤。

【技术特征摘要】
1.一种焦炉煤气中苯族烃的脱除方法，其特征在于:该方法为使用吸收剂吸收净化处理焦炉煤气中的苯族烃，具体工艺包括采用芳烃捕集和净化方法、溶剂回收和再生三个步骤。2.根据权利要求1所述的焦炉煤气中苯族烃的脱除方法，其特征在于所述的吸收剂为N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的混合溶液；N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的质量比例控制在20:80^80:20 之间。3.根据权利要求1所述的焦炉煤气中苯族烃的脱除方法，其特征在于:所述的吸收剂为还包括环丁砜、水和吗啉中的一种或几种的混合物作为主要组分；二甲基硅油、硅油油酸硬脂酸、辛烷基酚聚氧乙烯醚和二氧化硅中的一种或几种的混合物为辅助组分。4.根据权利要求1所述的焦炉煤气中苯族烃的脱除方法，其特征在于所述的芳烃捕集、净化方法包括如下步骤:经预处理后的原料气从吸收塔下部进入，吸收溶剂从塔顶进入，在吸收塔中与待净化的气体逆流接触，在压力0.1lMPa, a-0.5MPa, a，温度15°C _50°C的条件下吸收气体中的苯、萘芳烃杂质，从而使气体得到净化。5.根据权利要求1所述的焦炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱林，姚雄生，金鑫，任莉，王大军，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51