，再經(jīng)精脫焦油萘、變溫吸附、精脫硫、超精凈化，避免了雜質(zhì)對設(shè)備的影響，所制取的冶金還原氣完全滿足各種還原鐵技術(shù)的要求。
[0025](2)深度凈化系統(tǒng)溫度易于控制。精脫硫分為預(yù)加氫、一級加氫、二級加氫，不僅能夠有效地將H2S及有機(jī)硫脫除至要求指標(biāo)，而且有效避免了加氫脫硫造成的飛溫。
[0026]( 3)實現(xiàn)工業(yè)排放氣綜合利用，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。整個工藝過程無連續(xù)污染物排放，硫、焦油及粉塵均得到固化收集。裝置具有運行穩(wěn)定，可靠性高、熱量利用率高的優(yōu)點，達(dá)到工業(yè)排放氣回收利用、節(jié)能減排、變廢為寶的效果。
[0027](4)氣源有保障。解決了在天然氣匱乏地區(qū)煉鐵行業(yè)所采用直接還原鐵技術(shù)的還原氣來源問題，彌補了天然氣價格過高造成還原鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性差的缺陷。同時為焦?fàn)t煤氣綜合利用拓展出了新的使用方向。。
[0028]
【附圖說明】
[0029]圖1為本申請的工藝流程示意圖。
[0030]
【具體實施方式】
[0031]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0032]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0033]實施例1:
一種利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，所述工藝的具體步驟如下: (I)預(yù)凈化
焦?fàn)t煤氣流量為25000Nm3/h，其中，以體積比計，H2含量為54.79%，0)含量為8.97%，014含量為25.80%，C02含量為2.99%，N2含量為3.98%，多碳烴含量為2.49%，O2含量為0.60%，總體積百分含量之和為100%。雜質(zhì)含量為:苯、甲苯含量約4000mg/Nm3，萘含量約200mg/Nm3，焦油及粉塵含量約120mg/Nm3，氨含量約48mg/Nm3，H2S含量約200mg/Nm3，有機(jī)硫含量約300mg/Nm3。該組成的原料焦?fàn)t煤氣溫度40°C，壓力7kPa，進(jìn)入預(yù)凈化裝置，利用焦炭的吸附性將焦油含量降至4mg/Nm3以下，萘含量降至10mg/Nm3以下。
[0034](2)氣柜
第(I)步完成后，焦?fàn)t煤氣進(jìn)入氣柜。
[0035](3)壓縮
第(2)步氣柜出來的焦?fàn)t煤氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓至0.2MPa，除工藝流程本身的壓力損失外，后續(xù)工序的操作壓力均在這一壓力下進(jìn)行。
[0036](4)深度凈化
第(3)步完成后，焦?fàn)t煤氣再進(jìn)行深度凈化。所述的深度凈化主要采用碳基吸附劑進(jìn)一步脫除焦油、萘，使其脫除指標(biāo)分別達(dá)到焦油小于lmg/Nm3，萘指標(biāo)小于lmg/Nm3。第二部分采用濕法脫硫粗脫硫，在40°C下將H2S和有機(jī)硫的硫含量降低至10mg/Nm3。
[0037](5)變溫吸附
第(4)步完成后，焦?fàn)t煤氣進(jìn)入變溫吸附單元。本單元采用常溫吸附、升溫脫附的操作方法使原料氣中的苯和氨的含量小于10mg/Nm3。吸附劑采用改性硅膠和特種活性炭復(fù)合吸附劑，所述變溫吸附凈化吸附操作溫度為常溫，吸附劑再生需要加熱。
[0038](6)脫硫
I)預(yù)加氫、一級加氫轉(zhuǎn)化
預(yù)加氫轉(zhuǎn)化、一級加氫轉(zhuǎn)化現(xiàn)階段均用鐵-鉬轉(zhuǎn)化催化劑，預(yù)加氫后，有機(jī)硫含量小于100mg/Nm3，氧氣幾乎被全部脫除。一級加氫后，有機(jī)硫含量小于10mg/Nm3。
[0039]2) 二級加氫轉(zhuǎn)化
二級加氫轉(zhuǎn)化催化劑選用鈷-鉬轉(zhuǎn)化催化劑，二級加氫后，有機(jī)硫含量小于lmg/Nm3。
[0040]3)精脫硫
精脫硫選用氧化梓脫硫劑。精脫硫后，有機(jī)硫和H2S的總硫含量小于0.lmg/Nm3。
[0041 ] (7)超精凈化
第(6)步完成后，焦?fàn)t煤氣進(jìn)入超精凈化，脫除焦?fàn)t氣中剩余的微量雜質(zhì)和硫。超精后硫含量小于20ppb。
[0042](8)甲燒化
第(7)步完成后，將原料氣經(jīng)加熱到280°C進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器甲烷化，控制甲烷化反應(yīng)器出口溫度小于450°C。
[0043]采用甲烷化技術(shù)后的產(chǎn)品氣體積比，CH4含量為72.10%，H2含量為20.30%，N2含量為6.63%，同時副產(chǎn)蒸汽4.5t/h，該產(chǎn)品氣滿足Midrex直接還原鐵技術(shù)對氣源的要求。
[0044]實施例2:
一種利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，同實施例1，其中改變以下步驟:
第(8)步中，將原料氣經(jīng)加熱到290°C進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器甲烷化，控制甲烷化反應(yīng)器出口溫度小于480°C。
[0045]采用甲烷化技術(shù)后的產(chǎn)品氣體積比，CH4含量為72.10%，H2含量為20.30%，N2含量為6.63%，同時副產(chǎn)蒸汽5.lt/h，該產(chǎn)品氣滿足Midrex直接還原鐵技術(shù)對氣源的要求。
[0046]實施例3:
一種利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，同實施例1，其中:
第(2)步氣柜出來的焦?fàn)t煤氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓至1.0MPa，除工藝流程本身的壓力損失外，后續(xù)工序的操作壓力均在這一壓力下進(jìn)行。
[0047]第(8)步中，將原料氣經(jīng)加熱到300°C進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器甲烷化，控制甲烷化反應(yīng)器出口溫度小于500°C。
[0048]采用甲烷化技術(shù)后的產(chǎn)品氣體積比，CH4含量為72.10%，H2含量為28.33%，N2含量為7.74%，同時副產(chǎn)蒸汽5.8t/h，該產(chǎn)品氣滿足Midrex直接還原鐵技術(shù)對氣源的要求。
[0049]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項】
1.一種利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于該工藝依次包括以下步驟:預(yù)處理、氣柜、增壓、深度凈化、變溫吸附、脫硫、超精凈化、甲烷化，具體步驟如下: 焦?fàn)t氣經(jīng)預(yù)凈化使其滿足焦油含量降至4mg/Nm3以下，萘含量降至10mg/Nm3以下，然后送入氣柜； 氣柜出來的焦?fàn)t煤氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓進(jìn)行深度凈化脫除焦油、萘分別達(dá)到焦油小于Img/Nm3，萘指標(biāo)小于lmg/Nm3 ； 采用PDS脫硫?qū)2S和有機(jī)硫的硫含量降低至I Omg/Nm3 ； 深度凈化后的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入TSA單元，控制苯和氨的含量小于10mg/Nm3; 經(jīng)過TSA后氣體進(jìn)入脫硫單元，將硫含量脫除至lppm; 經(jīng)超精凈化將硫含量控制在20ppb以下進(jìn)入甲烷化工序，將原料氣經(jīng)加熱到280°C_300°C進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，得到甲烷含量高于60%的產(chǎn)品氣。2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于:所述的進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器的入口溫度為280°C_300°C，壓力為0.2-1.0MPa，所述產(chǎn)品氣甲烷所占的體積百分含量高于60%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于:所述的原料焦?fàn)t煤氣進(jìn)入預(yù)凈化裝置的壓強為7-10kPa，所述的預(yù)凈化是在凈化器中裝填焦炭，利用焦炭的吸附性脫除焦?fàn)t煤氣中的焦油、萘雜質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于:所述的深度凈化包括兩部分，第一部分采用碳基吸附劑進(jìn)一步脫除焦油、萘，第二部分粗脫硫采用濕法脫硫或者干法脫硫。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于:所述變溫吸附單元采用常溫吸附和升溫脫附的操作方法使原料氣中的苯和氨脫除。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于:所述變溫吸附的吸附劑采用改性硅膠和特種活性炭復(fù)合吸附劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于:所述變溫吸附的吸附劑再生需加熱至160°C_220°C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝，其特征在于:所述脫硫分預(yù)加氫轉(zhuǎn)化、一級加氫轉(zhuǎn)化、二級加氫三步;所述脫硫預(yù)加氫為脫除氧和部分烯烴;催化劑采用鐵鉬轉(zhuǎn)化催化劑;二級加氫選用鎳-鈷-鉬催化劑。
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶金還原氣制取技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用焦?fàn)t煤氣制取富甲烷氣用于冶金還原鐵的工藝。該工藝以焦?fàn)t煤氣為原料，經(jīng)預(yù)凈化粗脫焦油、萘等雜質(zhì)，然后依次送入氣柜緩沖，壓縮機(jī)增壓，深度凈化脫除焦油、萘，TSA工序脫除苯、氨，脫硫，超精凈化，甲烷化后得到甲烷含量大于60%的氣體，可代替天然氣做為冶金還原鐵技術(shù)的原料氣使用。本發(fā)明充分利用焦?fàn)t氣資源、凈化工序合理、在部分地區(qū)其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于傳統(tǒng)天然氣制冶金還原氣。
【IPC分類】C10L3/08, C21B13/00
【公開號】CN105505494
【申請?zhí)枴緾N201510921624
【發(fā)明人】馬磊, 李澤軍, 吳路平, 李煊, 李俊宏, 徐華龍
【申請人】西南化工研究設(shè)計院有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月14日