一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法技术

本发明专利技术公开了一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法，先将焦炉煤气和小粒焦制气先除去杂质再进入预处理塔，混合后进行压缩再进入TSA预处理塔和PSA预处理塔进行处理，然后进行压缩并进入预加氢反应器、加氢反应器和氧化锌脱硫反应器进行深度脱硫和氯；精制后的合成气与蒸汽、二氧化碳循环气混合后进入转化炉进行自热式催化转化反应进行部分转化，然后进入PSA单元进行处理，最后进入费托合成反应器生产出合格的燃料油产品，再经过精馏即可。本发明专利技术方法工艺简单，能长时间稳定的运行，生产的产品合格，能量消耗和设备投资小，二氧化碳排放少，节能环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢厂焦化气处理
，具体是一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法。
技术介绍
我国是世界焦炭产量最多的国家，约占全球焦炭产量的60％，，而每生产一吨焦炭就会有约400Nm3的副产品焦炉煤气产生，产量巨大，已逐渐成为一种大吨位的能源和化工资源。焦炉煤气又称焦炉气，其组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而稍有差异，一般含55％左右的氢气，25％左右的甲烷，7％左右的一氧化碳，另外还含有5％左右的氮气，3％左右的不饱和烃，2％左右的二氧化碳，1％左右的氧气和其它气体。传统的处理方法极其有限，主要是用作焦炉煤气自身的加热、城市煤气和发电，而出于安全生产的考虑，富余的焦炉煤气则经燃烧后直接排放到大气中，既污染了环境又造成了极大的浪费，也给人类的生存环境带来了极大的威胁。因此，如何高效、合理地利用焦炉煤气是关系环保、资源综合利用、节能减排的重大课题，在最近几十年间已经得到了大家的高度关注。由于焦炉煤气中含有大量的碳氢资源，目前为止因此已经出现了很多关于其综合利用的方法。现有公开号为CN103804138A公开了“一种焦炉煤气制甲醇的工艺”，该工艺是将焦炉煤气经常规净化后与净化废气中分离得到的二氧化碳混合，进行二氧化碳重整反应得到富含一氧化碳和氢气的合成气，从而进入甲醇合成反应器进行反应。生成的甲醇和未反应气经过气液分离之后得到粗甲醇，未反应气一部分进入循环使用，一部分经燃烧后产生二氧化碳，这部分二氧化碳经分离后循环使用从而达到补碳的目的。该工艺有效解决了焦炉煤气合成甲醇过程中补碳和弛放气排放的问题，减少了废气的排放。但是由于我国的甲醇产能已经过剩，因此短期内很难推广应用。现有公开号为CN104154706A公开了“一种焦炉煤气制备液化天然气的工艺”，该工艺是将焦炉煤气经除油，脱萘和脱苯等除杂质后，在耐硫甲烷化催化剂上直接进行甲烷化反应，然后经低温甲醇洗脱硫脱碳，深冷分离除去氮气和氢气等杂志，从而得到甲烷含量大于97％的液化天然气。此工艺避免了复杂的多级加氢和多级脱硫过程，使净化工艺减少了1/3，简化了流程并且降低了能耗和投资。但是在甲烷化过程中，大量的氢气经反应生成无经济效益的水而被浪费，并且每100Nm3的焦炉煤气只能获得大约40Nm3左右的液化气，焦炉煤气的消耗量巨大。现有公开号为CN103992198A公开了“一种焦炉煤气为原料生产本的工艺”，该工艺首先将焦炉煤气通过净化系统处理，通过PSA提纯得到的甲烷气与甲烷化过程得到的甲烷气，经过循环流化床芳构化处理得道苯。此工艺首次将焦炉煤气转化为具有高附加值的化工产品，摆脱了“燃料生产燃料”的局限思维。但是相关的论文和研究相对较少，工业化道路还很漫长。同时，炼焦过程中会产生约5％左右的焦末，焦末中经筛分得到的粒度在5-12mm的小粒焦炭通常被称作小粒焦，其价格仅为为焦炭价格的25％-30％,因此用来作为制气的原料有着无可比拟的价格低廉的优势。通过小粒焦制气产生的气体组分较焦炉煤气比，二氧化碳体积分数约上升2％，有效气体(一氧化碳和氢气)约下降6％，因此，小粒焦制气完全可以与焦炉煤气联合生产合适比例的合成气。经过近十年炼油能力的飞速发展，包括煤制油、页岩油等新技术的开发和应用，燃料油的生产已经能满足国内需要。但是由于我国“煤多油少”的资源格局，大约40％的原油需要进口，严重依赖国际市场，因此，多方拓展生产燃料油的途径是打破现有格局，逐步摆脱国际市场束缚的一条必经之路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法，具体生产步骤如下：(1)焦炉煤气先经过除尘再进入固定床脱硫塔，在脱硫剂的作用下以除去大部分无机硫、少量有机硫和焦油；(2)小粒焦制气也先经过除尘再进入预处理塔以除去焦油、萘和苯；(3)将上述两种处理后的气体混合，进入压缩机进行一级压缩，再进入TSA预处理塔和PSA预处理塔进行处理，温度控制在120～160℃，以除去焦油、萘、苯、氮气和大部分H2S、HCN、NH3、烃类杂质，不被吸附的氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气分别从塔顶排出；(4)预处理后的合成气经过压缩机再次压缩进入加氢脱硫单元，通过预加氢反应器、加氢反应器和氧化锌脱硫反应器进行深度脱硫和氯，使得精制后的合成气中硫含量不大于0.5ppm；(4)精制后的合成气与3.5MPa中压蒸汽、二氧化碳循环气混合后进入转化炉，并预热至490～510℃，进行自热式催化转化反应进行部分转化，转化后的合成气中，氢气与一氧化碳的比例为2:1；(5)通过转化炉部分转化后的合成气温度降至345～355℃后，进入PSA单元进行处理，将其中的二氧化碳分离除去，分离出的二氧化碳作为循环气继续利用；(6)最终经过净化的氢气与一氧化碳的比例为2:1的合成气进入费托合成反应器，通过固定床反应器或流化床反应器生产出合格的燃料油产品，再经过精馏即可。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤(1)中使用的催化剂为高效氧化铁系固体脱硫剂。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤(4)中，通过控制循环气二氧化碳的量来控制转化后的合成气中氢气与一氧化碳的比例为2:1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)通过本专利技术可以通过焦炉煤气与小粒焦制气为原料联合生产燃料油，制得的燃料油无需经过复杂的脱硫程序，只需经过简单的精馏就可以直接做为合格产品出售，为燃料油的生产提供了一个新的途径；(2)有效地利用了焦炉煤气与小粒焦制气中的碳、氢资源，整个工艺过程只需要补充部分水蒸气用于甲烷转化，减少了能量消耗和设备投资。同时，二氧化碳气体作为循环气体来控制转化效率，在一定程度上减少了二氧化碳的排放，实现了环保的目的；(3)本工艺流程简单，易于操作，能长时间稳定的运行。附图说明图1为本专利技术工艺流程简图。图2为本专利技术工艺流程装置图。图中：1-脱硫塔；2-预处理塔；3-压缩机；4-TSA预处理塔；5-PSA预处理塔；6-与加氢反应器；7-加氢反应器；8-氧化锌脱硫反应器；9-转化炉；10-PSA处理单元；11-费托合成反应器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1和图2，本专利技术实施例中，一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法，其生产工艺分为脱硫塔、小粒焦制气预处理、压缩机、TSA预处理、PSA预处理、预加氢、加氢、氧化锌脱硫、转化、PSA、费托合成11个单元。1、脱硫塔单元焦炉煤气自塔顶进入脱硫塔1，脱硫采用固定床干法脱硫技术，常温脱硫剂是以活性铁氧化物为主要活性组分的新型高效氧化铁系固体脱硫剂；脱硫塔内装填华西公司开发HX-Z系列固体脱硫剂，该脱硫剂具有很高的脱硫活性和硫容，其中在常温下具有脱硫活性的主要成分为：α-Fe2O3·H2O和γ-Fe2O3·H2O，当煤气通过床层时，煤气中的硫化氢与脱硫剂接触反应生成硫化铁：Fe2O3·H2O+3H2S＝F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法，其特征在于，具体生产步骤如下：(1)焦炉煤气先经过除尘再进入固定床脱硫塔，在脱硫剂的作用下以除去大部分无机硫、少量有机硫和焦油；(2)小粒焦制气也先经过除尘再进入预处理塔以除去焦油、萘和苯；(3)将上述两种处理后的气体混合，进入压缩机进行一级压缩，再进入TSA预处理塔和PSA预处理塔进行处理，温度控制在120～160℃，以除去焦油、萘、苯、氮气和大部分H2S、HCN、NH3、烃类杂质，不被吸附的氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气分别从塔顶排出；(4)预处理后的合成气经过压缩机再次压缩进入加氢脱硫单元，通过预加氢反应器、加氢反应器和氧化锌脱硫反应器进行深度脱硫和氯，使得精制后的合成气中硫含量不大于0.5ppm；(4)精制后的合成气与3.5MPa中压蒸汽、二氧化碳循环气混合后进入转化炉，并预热至490～510℃，进行自热式催化转化反应进行部分转化，转化后的合成气中，氢气与一氧化碳的比例为2:1；(5)通过转化炉部分转化后的合成气温度降至345～355℃后，进入PSA单元进行处理，将其中的二氧化碳分离除去，分离出的二氧化碳作为循环气继续利用；(6)最终经过净化的氢气与一氧化碳的比例为2:1的合成气进入费托合成反应器，通过固定床反应器或流化床反应器生产出合格的燃料油产品，再经过精馏即可。...

【技术特征摘要】
1.一种焦炉煤气与小粒焦制气联合生产燃料油的方法，其特征在于，具体生产步骤如下：(1)焦炉煤气先经过除尘再进入固定床脱硫塔，在脱硫剂的作用下以除去大部分无机硫、少量有机硫和焦油；(2)小粒焦制气也先经过除尘再进入预处理塔以除去焦油、萘和苯；(3)将上述两种处理后的气体混合，进入压缩机进行一级压缩，再进入TSA预处理塔和PSA预处理塔进行处理，温度控制在120～160℃，以除去焦油、萘、苯、氮气和大部分H2S、HCN、NH3、烃类杂质，不被吸附的氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气分别从塔顶排出；(4)预处理后的合成气经过压缩机再次压缩进入加氢脱硫单元，通过预加氢反应器、加氢反应器和氧化锌脱硫反应器进行深度脱硫和氯，使得精制后的合成气中硫含量不大于0.5ppm；(4)精制后的合成气与3.5MPa中压蒸汽、二氧化碳循环气...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪志愿，徐占杰，孙健，孙新升，余浩，潘益峰，
申请(专利权)人：上海华西化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31