利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法，包括以下步骤：焦炉煤气经过脱焦油，脱苯、萘，脱一氧化碳，脱硫处理后，得到脱硫后的焦炉煤气；在吸收塔中，利用碳酸丙烯酯溶液吸收脱硫后的焦炉煤气中的CO2，得到吸收CO2的碳酸丙烯酯富液，以及脱除CO2后的焦炉煤气；以焦炉煤气PSA提氢过程产生的解析气作为再生气，对碳酸丙烯酯富液进行再生处理，得到碳酸丙烯酯贫液；将碳酸丙烯酯贫液经过精馏装置进行浓缩提纯，以得到用于吸收脱硫后的焦炉煤气中CO2的碳酸丙烯酯溶液；脱除CO2后的焦炉煤气进到PSA单元进行提甲烷、提氢处理，得到高纯度氢气。与现有技术相比，本发明专利技术解决了原有制氢工艺存在的能源浪费以及污染环境的问题。污染环境的问题。污染环境的问题。

【技术实现步骤摘要】
利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法


[0001]本专利技术属于化工
，尤其是涉及一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法。

技术介绍

[0002]焦炉煤气中约含50
‑
60％的氢气，利用焦炉煤气制氢，其生产技术成熟，具有较高的经济性，特别是与水电解法制氢相比，经济效益显著，水电解法制氢耗电为6.5kWh/m 3
，而焦炉煤气制氢耗电仅为0.5kWh
·
m 3
，焦炉煤气制氢是目前可实现的大规模低成本高效率获得工业氢气的重要途径。
[0003]现有焦炉煤气制氢的主要工艺路线如下所述：
[0004]焦炉煤气从气柜送出，经一次压缩后通过电捕焦油器，去除焦油和灰尘等杂质，再从电捕焦油器送出，经二次压缩后进入TSA变温吸附进一步脱除苯、萘以及焦油等杂质，使产品气体的各组分杂质控制在10mg/m3以内，然后进入变换冷却工序去除一氧化碳，然后气体进入脱硫装置，脱除绝大部分无机硫和少量有机硫。脱硫后的焦炉煤气经过压缩机三次压缩后，进入脱碳工序脱除二氧化碳，随后进入精脱硫系统脱除残余硫，使气体中的总硫小于0.1ppm，送往气体精制装置，去除残留的一氧化碳和二氧化碳。洁净的气体先进入PSA提CH4单元，提取甲烷后，得到粗氢气，然后粗氢气通过PSA提氢气单元，得到高纯氢气，完成从焦炉煤气制取氢气的流程。
[0005]碳酸丙烯酯为一种无色无臭的易燃液体，与乙醚、丙酮、苯、氯仿、醋酸乙烯等互溶，溶于水和四氯化碳。对二氧化碳的吸收能力很强，性质稳定。工业上采取环氧丙烷与二氧化碳在一定压力下反应，然后减压蒸馏制得碳酸丙烯酯。碳酸丙烯酯可用作油性溶剂、纺丝溶剂、烯烃、芳烃萃取剂、二氧化碳吸收剂、水溶性染料及颜料的分散剂等。
[0006]碳酸丙烯酯法吸收二氧化碳是利用在同样压力温度下，二氧化碳、硫化氢等酸性气体在碳酸丙烯酯中的溶解度比其他气体在碳酸丙烯酯中的溶解度大得多的原理来脱除二氧化碳、硫化氢，而且二氧化碳在碳酸丙烯酯中溶解度是随压力升高和温度降低而增加的，所以在较高的压力下，碳酸丙烯酯吸收了变换气中的二氧化碳等酸性气体，在较低的压力下，二氧化碳能从碳酸丙烯酯中解析出来，使碳酸丙烯酯溶液再生，重新恢复吸收二氧化碳等酸性气体的能力。
[0007]碳酸丙烯酯脱碳净化属于物理吸收过程，CO2等酸性气体在碳酸丙烯酯溶液中的溶解量符合亨利定律，因而增大压力、降低温度就有利于酸性气体的溶解。反之，降低压力则有利于吸附气体的解析。
[0008]因此，在目前焦炉煤气制氢过程中常用到碳酸丙烯酯来进行焦炉煤气中CO2等酸性气体的脱除，并且碳酸丙烯酯需要进行再生处理，以重复运用。参考图1为现有技术中碳酸丙烯酯再生的工艺流程图。吸收CO2后的碳酸丙烯酯富液经过减压后进入闪蒸塔进行闪蒸，闪蒸出一部分气体，该部分气体送至锅炉进行燃烧。经过闪蒸后的碳酸丙烯酯富液进入常压解析塔上段进行解析，解析后的气体进行放空。由常压解析塔上段出来的碳酸丙烯酯
富液进入解析塔下段气提段，与自下而上的空气逆流接触，将溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳进一步气提出来。气提出来的气体与空气一起放空处理，经气提后的碳酸丙烯酯溶液为碳酸丙烯酯贫液。经过降压、闪蒸、解析、气提等一系列的操作，碳酸丙烯酯富液变为贫液，完成再生。碳酸丙烯酯富液再生为碳酸丙烯酯贫液过程中，解析出来的气体中含有部分甲烷、氢气等可燃气，以及苯、萘等有味的杂质，排放到空气中，既造成能源的浪费而且有一定的空气污染及气味污染，需要增加额外的环保设施进行回收处理。

技术实现思路

[0009]基于现有技术中焦炉煤气制备氢气的工艺中，用于吸收焦炉煤气中CO2的碳酸丙烯酯溶液再生处理存在的能源浪费以及污染环境的问题，本专利技术提供一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法。
[0010]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0011]本专利技术提供一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法，包括以下步骤：
[0012]焦炉煤气经过脱焦油，脱苯、萘，脱一氧化碳，脱硫处理后，得到脱硫后的焦炉煤气；
[0013]在吸收塔中，利用碳酸丙烯酯溶液吸收脱硫后的焦炉煤气中的CO2，得到吸收CO2的碳酸丙烯酯富液，以及脱除CO2后的焦炉煤气；
[0014]以焦炉煤气PSA提氢过程产生的解析气作为再生气，对碳酸丙烯酯富液进行再生处理，得到碳酸丙烯酯贫液；
[0015]将碳酸丙烯酯贫液经过精馏装置进行浓缩提纯，以得到用于吸收脱硫后的焦炉煤气中CO2的碳酸丙烯酯溶液；
[0016]脱除CO2后的焦炉煤气进到PSA单元进行提甲烷、提氢处理，得到高纯度燃料电池用氢气。
[0017]在本专利技术的一个实施方式中，利用碳酸丙烯酯溶液吸收焦炉煤气中的CO2，得到吸收CO2的碳酸丙烯酯富液，以及脱除CO2后的焦炉煤气的方法为：
[0018]脱硫后的焦炉煤气，首先经焦炉煤气分离器分离出凝液后，得到干燥的脱硫后的焦炉煤气，进入吸收塔底部，自下而上通过吸收塔内的填料层，与自上而下的作为吸收剂的碳酸丙烯酯贫液在吸收塔内的填料表面逆向接触，进行充分的传质传热；
[0019]焦炉煤气中的CO2被碳酸丙烯酯贫液大量吸收进入液相，脱除CO2的焦炉煤气从吸收塔顶部排出，脱除CO2的焦炉煤气经脱碳气分离器在内部填料层以及除沫网的作用下完成气液分离，从脱碳气分离器顶部出来的气体即为脱除CO2后的焦炉煤气；
[0020]从吸收塔底部出来的碳酸丙烯酯富液，经液位自调阀，控制稳定塔内液位后，送至涡轮机回收溶液压力能，减压后再送至闪蒸塔进行闪蒸。
[0021]在本专利技术的一个实施方式中，焦炉煤气PSA提氢过程产生的解析气的成分组成为：甲烷为35～45v/v％，氢气为35～45v/v％，氮气为18～22v/v％，余量为多烷烃。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，以焦炉煤气PSA提氢过程产生的解析气作为再生气，对碳酸丙烯酯富液进行再生处理，得到碳酸丙烯酯贫液的方法包括以下步骤：
[0023](1)碳酸丙烯酯富液经过减压后进入闪蒸塔进行闪蒸，闪蒸出的气体为闪蒸气，闪
蒸气送至锅炉进行燃烧；
[0024](2)经过闪蒸后的碳酸丙烯酯富液进入常压解析塔上段进行解析，解析后的气体送至锅炉进行燃烧；
[0025](3)由常压解析塔上段出来的碳酸丙烯酯富液进入解析塔下段气提段，与自下而上的解析气逆流接触，将溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳进一步气提出来；
[0026](4)气提出来的气体与解析气一起送至锅炉进行燃烧，经气提后的碳酸丙烯酯溶液为碳酸丙烯酯贫液。
[0027]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1)中，所述碳酸丙烯酯富液的主要成分为：C4H6O3、CO2、H2O。
[0028]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(1)中，所述闪蒸气为富含甲烷、氢气和微量二氧化碳的混合气。
[0029]在本专利技术的一个实施方式中，步骤(2)中，解析后的气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法，其特征在于，包括以下步骤：焦炉煤气经过脱焦油，脱苯、萘，脱一氧化碳，脱硫处理后，得到脱硫后的焦炉煤气；在吸收塔中，利用碳酸丙烯酯溶液吸收脱硫后的焦炉煤气中的CO2，得到吸收CO2的碳酸丙烯酯富液，以及脱除CO2后的焦炉煤气；以焦炉煤气PSA提氢过程产生的解析气作为再生气，对碳酸丙烯酯富液进行再生处理，得到碳酸丙烯酯贫液；将碳酸丙烯酯贫液经过精馏装置进行浓缩提纯，以得到用于吸收脱硫后的焦炉煤气中CO2的碳酸丙烯酯溶液；脱除CO2后的焦炉煤气进到PSA单元进行提甲烷、提氢处理，得到高纯氢气。2.根据权利要求1所述的一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法，其特征在于，利用碳酸丙烯酯溶液吸收焦炉煤气中的CO2，得到吸收CO2的碳酸丙烯酯富液，以及脱除CO2后的焦炉煤气的方法为：脱硫后的焦炉煤气，首先经分离器分离出凝液后进入吸收塔底部，自下而上通过吸收塔内的填料层，与自上而下的作为吸收剂的碳酸丙烯酯贫液在吸收塔内的填料表面逆向接触，进行充分的传质传热；焦炉煤气中的CO2被碳酸丙烯酯贫液大量吸收进入液相，脱除CO2的焦炉煤气从吸收塔顶部排出，脱除CO2的焦炉煤气经脱碳气分离器在内部填料层以及除沫网的作用下完成气液分离，从脱碳气分离器顶部出来的气体即为脱除CO2后的焦炉煤气；从吸收塔底部出来的碳酸丙烯酯富液，经液位自调阀，控制稳定塔内液位后，送至涡轮机回收溶液压力能，减压后再送至闪蒸塔进行闪蒸。3.根据权利要求1所述的一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法，其特征在于，焦炉煤气PSA提氢过程产生的解析气的成分组成为：甲烷为35～45v/v％，氢气为35～45v/v％，氮气为18～22v/v％，余量为多烷烃。4.根据权利要求1所述的一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制备氢气的方法，其特征在于，以焦炉煤气PSA提氢过程产生的解析气作为再生气，对碳酸丙烯酯富液进行再生处理，得到碳酸丙烯酯贫液的方法包括以下步骤：(1)碳酸丙烯酯富液经过减压后进入闪蒸塔进行闪蒸，闪蒸出的气体为闪蒸气，闪蒸气送至锅炉进行燃烧；(2)经过闪蒸后的碳酸丙烯酯富液进入常压解析塔上段进行解析，解析后的气体送至锅炉进行燃烧；(3)由常压解析塔上段出来的碳酸丙烯酯富液进入解析塔下段气提段，与自下而上的解析气逆流接触，将溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳进一步气提出来；(4)气提出来的气体与解析气一起送至锅炉进行燃烧，经气提后的碳酸丙烯酯溶液为碳酸丙烯酯贫液。5.根据权利要求4所述的一种利用解析气进行脱碳液再生的焦炉煤气制...

【专利技术属性】
技术研发人员：代淑梅，王天双，张东明，李希柱，
申请(专利权)人：唐山中溶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：