焦炉煤气提氢技术方案

焦炉煤气提氢技术方案(总13

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1.2副产解吸气

压力：～0.01MpaG

流量：～6900Nm3/h

热值：～4800Kcal/Nm3

2、装置寿命指标

2.1硬件设备类

1）吸附塔等静止设备设计寿命15年；

2）PSA提氢程控阀门正常使用寿命15年（密封件寿命大于2年）；

2.2 三剂填料类寿命指标

1）除焦油吸附剂正常使用寿命一年：一年更换一次

2）压缩机后除油塔内除油剂设计使用年限为：1年更换一次；

3) TSA预处理吸附剂正常使用寿命≥3年；

4) 脱苯工段吸附剂设计正常使用寿命1年；

5) PSA提氢工段吸附剂设计正常使用寿命15年；

6) 脱氧工段催化剂设计正常使用寿命≥3年；

3. 物料平衡参考：(氢气收率：> 80%)

说明：以上物料以实际运行为准。

4. 公用工程消耗：

4.1 煤气净化系统(脱焦、脱萘、脱硫、脱氨、脱苯)

4.3 压缩系统

4.4 变压吸附系统

5、装置占地参考：

装置总占地约：100×70 m(不含气柜)

气柜及煤气输送约：

二、工艺设计基础

2.1 制氢装置

原料气需求量：～12000Nm3/h

原料压力：～8Kpa-g (未最终确定)

原料温度：常温

2.2原料气条件

焦炉煤气组成

三、执行标准和要求

执行标准（按最新标准执行）

略

四、工艺流程简图

工艺流程简图如下：

1. 装置界区及流程框图

1）界区界定：上图中虚线包围的部分就是本装置界区，所有能源节点至界区处1米；

2）从上面框图可以看出，本装置主要包括三大系统：煤气净化、压缩、变压吸附提氢；

3）煤气净化包括：除焦、脱胺、脱苯、脱硫、TSA净化、

压缩系统包括：一级压缩、二级压缩；

变压吸附提氢系统包括：PSA提氢、脱氧干燥；

五、工艺流程描述

1脱硫、脱氨工序

经过脱焦脱萘工序来的不高于30℃焦炉煤气从塔底进入脱硫塔，与塔顶喷淋的脱硫液逆流接触脱硫。脱硫液经液封槽流入溶液循环槽，在此补充催化剂

和氨水后，用溶液循环泵打入再生塔与工艺空气并流接触再生后，自流入脱硫塔循环使用。再生脱硫液产生的硫泡沫经再生塔扩大部分流入硫泡沫槽，用硫泡沫泵打入熔硫釜，产品粗硫磺外销。

从脱硫塔出来的煤气进入洗氨塔，经循环氨水及蒸氨废水洗涤脱除氨后送出作为制氢的原料气。洗氨后的富氨水送入蒸氨塔，蒸出的氨汽部分回流，部分经冷凝冷却器进一步冷却后送入脱硫液循环槽作为补充碱源，蒸氨塔底贫液送洗氨塔循环洗涤使用。

2 脱焦脱萘工序

经吸附塔，将焦油和萘进行脱除。脱焦脱萘工序由两个吸附塔组成，吸附剂使用设计年限为一年。

3一级压缩工序

脱胺后的原料气进入原料气压缩机，原料气压缩机为螺杆式压缩机。压缩后的原料气压力约为0.5MPa-G，直接进入下一工序。

4脱苯工序

脱苯工艺采用变温吸附脱苯方案，共由4台脱苯塔、一台加热器、一台电加热器组成。两台为一组，其中脱苯塔一组吸附，一组再生。

经压缩后的净化煤气，自塔底进入一组脱苯塔，其中一组处于吸附脱苯状态，一台处于再生状态。当脱苯塔吸附苯等饱和后即转入再生过程。

5 TSA预处理工序

为保证后续PSA提氢工段的长期连续稳定运行，焦炉煤气中残留的有害杂质（硫化氢、萘等有害杂质）在进入变压吸附工段以前必须予以脱除净化，避免这些有害物质（强吸附质）在变压吸附工段累积在吸附剂上造成吸附剂中毒

而吸附效果降低。在压缩机出口进入预处理工序，除去残留的硫化氢、萘等有害杂质。

TSA净化装置采用变温吸附的原理除去杂质。变温吸附系统采用2台吸附塔，其中任意时刻总有1台处于吸附步骤，保证连续的脱除杂质，另1台处于再生步骤，实现吸附塔的再生。每个预处理塔在一次循环中均需经历吸附（A）、逆向降压（D）、升温（H）、冷却（L）、升压（R）等五个步骤。

6 二级压缩工序

经过预处理系统除去萘、焦油、NH3、H2S及其它芳香族化合物，处理后的焦炉煤气经压缩机第二、三级压缩至～1.8MPa(G)后进入后续PSA氢提纯系统。

7 PSA提氢工段

脱除有害杂质（硫化氢、HCN和高烃类物质等）的焦炉煤气进入PSA提氢工段，从吸附塔底进入，塔顶获得产品氢气，塔底解吸出的逆放解吸气用作TSA净化工段作再生气使用。再生气送入尾气气柜经压缩送至燃烧系统。

PSA提氢工段采用8-2-3/P（8个吸附塔，2个塔同时吸附，3次均压）的常压解吸的工作方式。每个吸附塔在一次循环中均需经历吸附（A）、一均降（E1D）、二均降（E2D）、三均降（E3D）、顺放（PP）、逆放（D）、冲洗（P）、三均升（E3R）、二均升（E2R）、一均升（E1R）以及终充（FR）等十一个步骤。

8 脱氧干燥工段

从变压吸附工段获得含有少量氧（～0.3%）的粗氢产品气，通过催化反应，氧与氢生成水，混合气中的水分采用变温吸附技术干燥除去。

脱氧工艺：由变压吸附工段输出氢气通过脱氧塔，在脱氧塔中通过钯催化剂床层，混合气中的氢和氧反应生成水，又通过冷却器和气液分离器分离除去被冷凝游离水分。

干燥采用等压变温吸附，系统由2台干燥器、1台辅助干燥器、1台加热器、1台冷却器、1台气液分离器和3台4通程序控制阀构成。其中1台干燥器任意时刻始终处于吸附（干燥）步骤，另一台干燥器处于再生（加热或冷却）步骤，2台干燥器压力始终相同。再生气取自还未被干燥的氢气，先后经辅助干燥器和加热器除去水分并升温（～150 o C）后，用于干燥器的加热再生。冷却干燥器带出的热量用于辅助干燥器的再生。再生气中所含的水分经冷却器和气液分离器排出，其中氢气再返回未被干燥的氢气流中，经干燥后氢气露点≤-60 o C。

六、主要设备配置

（以施工图设计为准）

1. 主要设备