[发明专利]一种焦炉气中氢气资源综合利用的系统和方法

说明书

本发明公开了一种焦炉气中氢气资源综合利用的系统和方法。该系统包括：焦炉气预处理单元、焦炉气净化单元、焦炉气分离部分和氢气利用部分；焦炉气在所述焦炉气预处理单元内脱除重质杂质，之后进入所述焦炉气净化单元脱除CO₂和H₂S气体杂质，得到净化焦炉气；所述焦炉气分离部分包括液化分离单元和PSA提氢单元，所述净化焦炉气部分进入所述液化分离单元提取出LNG，提取LNG后的富氢气体和剩余部分净化焦炉气混合后进入所述PSA提氢单元，提取出工业氢气；所述氢气利用部分为己内酰胺联合装置；所述工业氢气进入所述己内酰胺联合装置进行己内酰胺的生产。

技术领域

本发明属于传统能源深化加工的技术领域，具体涉及一种焦炉气中氢气资源综合利用的系统和方法。

背景技术

为适应冶金行业的产能过剩，焦化产业利润较低等现状，考虑充分利用焦化产业的副产焦炉气，增加焦化产业的附加值。因为焦炉气富含～55％的氢气和25％的甲烷，然而因为焦炉气中含焦油、萘、CO₂、H₂S等杂质，处理相对困难，同时提取氢气无配套产业可用；因此目前往往将焦炉气用于燃烧利用其热值，因为富含氢气所以焦炉气热值和价格均较低；因此如何产出高附加值的焦炉产品显然十分重要；然而对于氢气资源在石油化工行业却极为紧缺，随着原油劣质化、产品质量升级和清洁生产要求，炼油厂催化加氢规模、化纤行的己内酰胺均消耗大量氢气，然而，增设制氢装置，不仅投资成本高、操作费用高，而且消耗能源、污染环境，折算氢气成本很高，因此获取价格低廉的氢气资源显得十分关键。

因此，对于焦化企业，如何充分利用好焦炉气就成为重要关键，具体说利用好焦炉气中的氢气和甲烷气体至关重要；对于石化和化纤行业，如何开发低成本氢气，满足生产需求成为石化非常关心的议题；同时面对环境污染日趋严重，清洁的联产液化天然气(LNG)资源市场紧俏，利润价值较高。

本发明综合以上三方需求，设计开发了一种以焦炉气为主要原料，联产液化天然气(LNG)和氢气同时匹配使用氢气生产己内酰胺的系统和方法。

发明内容

本发明针对现有行业壁垒(焦化和石化)以及企业既有资源认知的差异性，提出一种焦炉气中氢气资源综合利用的系统和方法。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种焦炉气中氢气资源综合利用的系统，该系统包括：焦炉气预处理单元、焦炉气净化单元、焦炉气分离部分和氢气利用部分；

焦炉气在所述焦炉气预处理单元内脱除重质杂质，之后进入所述焦炉气净化单元脱除CO₂和H₂S气体杂质，得到净化焦炉气；

所述焦炉气分离部分包括液化分离单元和PSA(变压吸附)提氢单元，所述净化焦炉气部分进入所述液化分离单元提取出LNG(液化天然气)，提取LNG后的富氢气体和剩余部分净化焦炉气混合后进入所述PSA提氢单元，提取出工业氢气；

所述氢气利用部分为己内酰胺联合装置；所述工业氢气进入所述己内酰胺联合装置进行己内酰胺的生产。

优选地，所述焦炉气预处理单元包括：气柜、压缩机、TSA(变温吸附)等设备或成套设备。

焦炉气在所述焦炉气预处理单元内，经气柜缓冲和沉降分馏焦油后，再经压缩机初步升压后去TSA脱除重质杂质，保证足够清洁可以进入后续焦炉气净化单元，再经后续二次升压至便于操作的压力范围进入焦炉气净化单元。

优选地，所述焦炉气净化单元为低温甲醇洗单元；

经过脱重的和升压后的焦炉气进入所述焦炉气净化单元，进行低温甲醇洗脱除其中CO₂，H₂S等气体杂质。