【正文】 段是為直立爐炭化煤氣凈化配套的化產(chǎn)工序，主要有煤氣脫硫脫氰、脫硫液再生、硫回收、剩余氨水蒸氨四部分。其中部分脫硫煤氣回直立爐作燃料以減少對大氣污染。 脫硫分干法和濕法兩種。干法脫硫的工藝簡單，當(dāng)要求煤氣凈化度較高或煤氣處理量較小時采用，但設(shè)備笨重，更換脫硫劑時勞動強(qiáng)度大，占地面積大，廢脫硫劑難處理。 濕法脫硫具有處理能力大，脫硫與再生都能連續(xù)化，勞動強(qiáng)度小，能回收硫磺等優(yōu)點(diǎn)，目前我國已經(jīng)建成（包括引進(jìn)的）焦化工程采用的具有代表性的濕法脫硫工藝大多為引進(jìn)工藝，雖然大多工藝合理、技術(shù)先進(jìn)、脫硫脫氰效率高，但流程較長，采用高級耐腐蝕材質(zhì)多，投資費(fèi)用較高。目前國內(nèi)普遍使用的以 PDS為主催化劑的濕式氧化法前脫硫工藝。 脫氨工序 工藝技術(shù)方案比選 炭化工序 工藝流程概述及消耗定額 工藝流程概述 原輔材料消耗定額序號項目單位消耗量一主要原材料年耗量 1 原料煤 t 1100 2 煤粉 t 110 二公用工程小時耗量 1 電 kWh 18025 2 新鮮水 t 35 3 回用水 t 130 4 循環(huán)水 t 44670 5 制冷水 t 4000 6 低壓蒸汽 t 163/185 7 工廠空氣 Nm3 15000 爐氣提氫裝置技術(shù)方案 PSA法分離高純度氫氣和其它方法比較，適用氣源廣并可在環(huán)境溫度下操作，PSA法制氫裝置規(guī)模可達(dá) 100000 Nm179。/h以上，流程先進(jìn)可靠，氫氣回收率高，純度可達(dá) %，能耗低，操作彈性大，操作簡便，自動化程度高，實(shí)現(xiàn)了裝置的自動切塔功能，適用于變換氣，合成弛放氣，甲醇尾氣，煤氣，催化干氣，焦?fàn)t煤氣，精煉氣，膜分離氣，丙烯尾氣，重整氫等多種氫源的氫提純。 深冷分離技術(shù)深冷法是上世紀(jì) 60年代開始在工業(yè)上采用的制備高純度氫氣的方法。目前，國外最新深冷法分離氫氣技術(shù)一般采用部分冷凝法。部分冷凝法是利用氣體組分冷凝點(diǎn)的差別，使混合氣在165～210℃的低溫下，使某一組份或幾個組份冷凝液化，其他組份保持氣態(tài)，從而將氫氣分離出來。深冷法的特點(diǎn)是： ●可同時制得二種以上高純度氣體，收率也高。 ●流程簡單、裝置占地少，操作簡便。 ●可在較高壓力下操作?！窆に嚦墒炜煽?。德國林德公司在世界各地大量工業(yè)化裝置。 焦?fàn)t氣提氫采用深冷技術(shù)不足之處在于：當(dāng)原料氣中含 N2時，動力消耗較大；必須對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行預(yù)處理，脫除原料氣中焦油、水以及 CO2等組分，使其含量小于 ppm，否則在低溫下堵塞管道。 膜分離技術(shù) 膜分離技術(shù)是上世紀(jì) 70年代開始商業(yè)化的氣體分離技術(shù)，最早該技術(shù)用于合成氨弛放氣的氫回收。美國氣體化工產(chǎn)品有限公司公司全球建設(shè)有 400多套氫氣膜裝置，在中國建設(shè)有一百多套氫氣膜裝置，國內(nèi)大中型合成氨廠的尾氣回收及甲醇廠的尾氣回收基本都使用普里森膜分離器，擁有豐富的建設(shè)大型裝置的工程經(jīng)驗(yàn)。近年來，膜分離技術(shù)被用于煤化工的氣體分離。膜分離的基本原理就是利用各氣體組分在高分子聚合物中的溶解擴(kuò)散速率不同，因而在膜兩側(cè)分壓差的作用下導(dǎo)致其滲透通過纖維膜壁的速率不同而分離。膜分離法的特點(diǎn)：●可同時制得二種以上較高純度氣體，收率也高；●流程簡單、裝置占地少，操作簡便；●工藝技術(shù)成熟可靠；●投資費(fèi)用低；●操作費(fèi)用低，幾乎無公用工程消耗。 爐氣提氫采用膜分離技術(shù)的不足之處在于：煤氣進(jìn)入膜分離系統(tǒng)前預(yù)處理工作量較大。此外，膜分離過程中，對煤氣的壓力有一定要求，煤氣的加壓會大大增加提氫系統(tǒng)的投資。 工藝技術(shù)比選 爐煤氣提氫技術(shù)比較情況如下表所示：焦?fàn)t氣提氫技術(shù)比較表項目膜分離變壓吸附深冷分離規(guī)模，Nm3/h 100～10000 20～100000 5000～100000 氫氣純度，V% 80～95 99～ 90～ 氫回收率 75～85% 75～95% ～98% 操作壓力，MPa 3～15或更高 ～ ～ 壓力降，MPa 高，原料產(chǎn)品壓力比約 2～6 ≤ 尾氣壓力影響不影響影響較大有影響原料氫最小含量，V% 30 15～20 15 原料氣預(yù)處理需預(yù)處理可不預(yù)處理需預(yù)處理產(chǎn)品中 CO含量原料氣中 CO的 30% ＜10μg/g 幾百μg/g 產(chǎn)品中 CO2含量較高＜10μg/g 操作彈性 20～100% 10～120% 50～100%擴(kuò)建難易程度容易容易較難占地面積小小較大投資低低較高 工藝流程概述及消耗定額 工藝流程概述本裝置原料為煤氣，壓力較低（3～10 kPa），且由于本裝置原料煤氣組成復(fù)雜、產(chǎn)品氫純度要求較高，因而本裝置工藝流程需要由除塵、壓縮、預(yù)處理、變壓吸附等工序組成。本裝置制氫單元工藝流程如下圖所示：微正壓煤氣 污水池 水蒸汽 （1）除塵工序 來自氣柜的焦?fàn)t氣首先經(jīng)過由兩臺并聯(lián)運(yùn)行的蜂窩式電捕焦油除塵器組成的除塵系統(tǒng)，將其中夾帶的粉塵及部分焦油除去，然后繼續(xù)向后工序輸送。（2）壓縮工序壓縮工序由多臺三級往復(fù)式壓縮機(jī)組成。來自界區(qū)外的煤氣首先經(jīng)壓縮機(jī)的一級加壓至約 MPa(G)，然后進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)除去萘、焦油、 NHH2S及其它芳香族化合物。處理后的煤氣經(jīng)壓縮機(jī)的第二、三級壓縮至約 MPa(G)后進(jìn)入后續(xù) PSA氫提純系統(tǒng)。煤氣壓縮機(jī)操作條件如下表所示：煤氣壓縮機(jī)主要操作參數(shù)壓縮機(jī)入口壓力常壓壓縮機(jī)一級出口壓力～（G）壓縮機(jī)二級出口壓力～（G）壓縮機(jī)三級出口壓力～（G）壓縮機(jī)油壓≮冷卻水水壓≥壓縮機(jī)各段排氣溫度≤170℃軸瓦溫度≤65℃冷卻水進(jìn)水溫度≤32℃冷卻水回水溫度≤40℃（3）預(yù)處理工序 預(yù)處理系統(tǒng)由 3臺預(yù)處理塔、1個冷卻水池和冷卻水過濾系統(tǒng)組成。 來自壓縮前級、壓力約為 MPa(G)的煤氣進(jìn)入預(yù)處理工序，首先經(jīng)過壓縮機(jī)中間冷卻器冷卻至常溫，然后在中間分液罐中分離掉其中夾帶的油滴，再自塔底進(jìn)入預(yù)處理塔， 吸附飽和后，使用過熱蒸汽對 3臺預(yù)處理塔進(jìn)行再生，凈化后的煤氣去壓縮機(jī)后級。 預(yù)處理塔的工作過程包括： 降壓過程預(yù)處理塔逆著吸附方向，即朝著入口端卸壓，氣體排至煤氣管網(wǎng)入口。 加熱脫附雜質(zhì) 將壓力為 MPa的過熱蒸汽逆著吸附方向吹掃吸附層， S等雜質(zhì)在加溫下得以完全脫附，再生后的解吸氣送污水池冷卻、沉淀，污水經(jīng)過過濾后去全廠污水系統(tǒng)。 冷卻吸附劑 脫附完畢后，用少量的常溫凈化煤氣，逆著進(jìn)氣方向吹掃吸附床層，使之冷卻至吸附溫度。吹冷后的解吸氣也送回煤氣管網(wǎng)。 升壓過程用處理后的 爐氣逆著吸附方向?qū)㈩A(yù)處理塔加壓至吸附壓力，至此預(yù)處理塔就又可以進(jìn)行下一次吸附了。 3個塔交替完成再生工作，每 2個月一次，全部自動進(jìn)行。預(yù)處理塔主要工藝參數(shù)如下表所示：預(yù)處理塔主要操作參數(shù)主要參數(shù)操作條件吸附壓力（MPa）～（G）吸附溫度（℃） ≤40℃（或環(huán)境溫度）再生壓力（MPa） ～（G）加熱再生溫度（℃） 220 切換時間（天） 60 蒸汽壓力（MPa） （4）PSA工序 為提高裝置的氫氣回收率，提高裝置的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，本裝置變壓吸附工序采用 1034VPSA工藝，即裝置由 10個吸附塔組成，其中 3個吸附塔始終處于進(jìn)料吸附狀態(tài)，其工藝過程由吸附、 4次均壓降壓、逆放、抽真空、4次均壓升壓和產(chǎn)品最終升壓等步驟組成，具體工藝過程如下： 經(jīng)過變換后的煤氣以 MPa(G)的壓力自塔底進(jìn)入吸附塔中正處于吸附工況的吸附塔，在吸附劑選擇吸附的條件下一次性除去氫以外的絕大部分雜質(zhì)，獲得純度大于 %的氫氣，從塔頂排出送凈化工序。 當(dāng)被吸附雜質(zhì)的傳質(zhì)區(qū)前沿(稱為吸附前沿)到達(dá)床層出口預(yù)留段某一位置時，停止吸附，轉(zhuǎn)入再生過程。吸附劑的再生過程依次如下： 均壓降壓過程這是在吸附過程結(jié)束后，順著吸附方向?qū)⑺?nèi)的較高壓力的氫氣放入其它已完成再生的較低壓力吸附塔的過程，這一過程不僅是降壓過程，更是回收床層死空間氫氣的過程，本流程共包括了 4次連續(xù)的均壓降壓過程，以保證氫氣的充分回收。 逆放過程在均壓降壓過程結(jié)束、吸附前沿已達(dá)到床層出口后，逆著吸附方向?qū)⑽剿毫抵两咏?，此時被吸附的雜質(zhì)開始從吸附劑中大量解吸出來，逆放解吸氣送至逆放緩沖罐用作除油工序的再生氣源。 抽真空過程逆放結(jié)束后，為使吸附劑得到徹底的再生，用真空泵對該塔進(jìn)行抽真空，進(jìn)一步降低雜質(zhì)壓力，并將雜質(zhì)在低壓下完全解吸出來。真空解吸氣送解吸氣混合罐與逆放解吸氣混合然后送出界區(qū)。 均壓升壓過程 在抽真空再生過程完成后，用來自其它吸附塔的較高壓力氫氣依次對該吸附塔進(jìn)行升壓，這一過程與均壓降壓過程相對應(yīng)，不僅是升壓過程，而且也是回收其它塔的床層死空間氫氣的過程，本流程共包括了連續(xù) 4次均壓升壓過程。 產(chǎn)品氣升壓過程 在四次均壓升壓過程完成后，為了使吸附塔可以平穩(wěn)地切換至下一次吸附并保證產(chǎn)品純度在這一過程中不發(fā)生波動，需要通過升壓調(diào)節(jié)閥緩慢而平穩(wěn)地用產(chǎn)品氫氣將吸附塔壓力升至吸附壓力。經(jīng)這一過程后吸附塔便完成了一個完整的“吸附 再生”循環(huán)，又為下一次吸附做好了準(zhǔn)備。 10個吸附塔交替進(jìn)行以上的吸附、再生操作（始終有 3個吸附塔處于吸附狀態(tài)）即可實(shí)現(xiàn)氣體的連續(xù)分離與提純。 PSA工序主要工藝參數(shù)如下表所示：PSA工序主要工藝參數(shù)序號項目操作壓力（MPa）溫度 1 吸附（ A） 常溫 2 一均降壓（ E1D） 174。 常溫 3 二均降壓（ E2D） 174。 常溫 4 三均降壓（ E3D） 174。 常溫 5 四均降壓（ E4D） 174。 常溫 6 逆放（ D） 174。 常溫 7 抽真空（ EV） 174。 常溫 8 四均升壓（ E4R） 174。 常溫 9 三均升壓（ E3R） 174。 常溫 10 二均升壓（ E2R） 174。 常溫 11 一均升壓（ E1R） 174。 常溫 12 產(chǎn)品氣升壓（ FR） 174。 常溫 消耗定額 爐氣 PSA提氫裝置消耗定額序號名稱單位小時耗量備注一主要原輔材料 1 煤氣 Nm3/h 4599002分子篩 t/a210一次裝填量 3150噸，15年 3專用吸附劑 t/a12一次裝填量 180噸，15年 4活性炭 15B t/a30一次裝填量 450噸，15年 5活性炭 15B/30D t/a300一次裝填量 600噸，2年一換 6焦炭 t/a90一次裝填 90噸，1年一換 7氧化鋁 t/a2一次裝填量 30噸，15年二公用工程 1循環(huán)水 t/h 56002電 6kV kW 385003電380VkW 5504t/h 125儀表空氣Nm3/h 8006氮?dú)釴m3/h 4000 主要設(shè)備及選擇 設(shè)備概述（1）靜設(shè)備 本單元靜設(shè)備中的預(yù)處理塔、吸附塔為疲勞容器，采用美國 ASME標(biāo)準(zhǔn)和中國 JB473295設(shè)計，設(shè)計壽命 15年。其他為常規(guī)設(shè)備。（2）壓縮機(jī) 本單元的壓縮機(jī)為煤氣壓縮機(jī)，根據(jù)原料煤氣的壓力、介質(zhì)和流量情況按對稱平衡往復(fù)式壓縮機(jī)選型，為三級壓縮，由異步增安型電機(jī)驅(qū)動。該機(jī)組要求按 API6181995設(shè)計、制造和配置，機(jī)組配套所有電氣儀表均要求符合該區(qū)域防爆等級要求。 壓縮機(jī)的流量調(diào)節(jié)可采用入口閥卸荷器、余隙、旁路三種方式。 主要設(shè)備表設(shè)備匯總表序號名稱材質(zhì)數(shù)量（臺/套） 1煤氣壓縮機(jī)202預(yù)處理塔 20R 93吸附塔 16MnR 304過濾器 20R 35除油塔 20R 96順放罐 20R 37解吸氣緩沖罐 20R 38氫氣緩沖罐 20R 39解吸氣加熱器21R 310解吸器冷卻器22R 311液壓系統(tǒng)3 焦油精制裝置技術(shù)方案 工藝技術(shù)概況 目前煤焦油深加工技術(shù)主要有上海勝幫石油化工技術(shù)有限公司、撫順石油化工研究院、湖南長嶺石化科技開發(fā)有限公司等開發(fā)的催化劑及工藝技術(shù)。 上海勝幫石油化工技術(shù)有限公司 該技術(shù)分餾塔系統(tǒng)采用“分餾塔+穩(wěn)定塔”流程，分餾塔設(shè)置重沸爐，使分餾塔具備精餾段和提餾段，實(shí)現(xiàn)汽油與柴油的清晰分割，柴油收率高，與蒸汽汽提操作方式相比，可避免柴油霧濁問題，并因減少水存在量大大減弱或避免了分餾塔頂系統(tǒng)和穩(wěn)定塔頂系統(tǒng)有液態(tài)水存在位置的濕硫化氫腐蝕，利于保證分餾部分的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”操作。主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （1）、反應(yīng)部分采用爐前混氫、冷高分流