本發明涉及化工與環保領域，是一種有效降低生產能耗與降低原料消耗的方法。

背景技術：

1、焦爐氣氫氣含量45%~55%，提純氫氣，通常的做法是把焦爐氣預凈化重烴與硫化氫，然后壓縮到所需要氫氣的壓力，采用組合吸附劑，變壓吸附一次性把氫氣提濃到所需要的99%~99.99999%濃度。

2、1.8MPa下，獲得99.99%濃度氫氣，氫氣收率80%都是難以達到的，獲得99.9%濃度氫氣，氫氣收率90%都是難以達到的。

3、尤其是純氫中氧氣含量要求低到＜1ppm時，單純用一級變壓吸附提取氫氣的回收率更加低。但是在焦爐氣脫焦脫硫化氫后直接用催化劑脫氧，焦爐氣中的有機硫會嚴重損壞催化劑。若在變壓吸附裝置后脫除氧氣，必須在脫氧后建設新的深度脫水裝置。脫水熱再生能耗高，再生氣需要再壓縮后反復脫水，設備復雜，維修費用高。而且焦爐氣中非氫氣組分為55~45%，把這些組分全部壓縮到氫氣的壓力，浪費能源嚴重。

技術實現要素：

為了減少變壓吸附氫氣損失，降低壓縮功電耗，同時深度脫除氧氣與水，通過合理地利用焦爐氣有機硫與甲烷、C2+吸附特性接近的特點，本發明人發明了一種焦爐氣深度脫氧脫水的變壓吸附制氫工藝。

焦爐氣含氫氣45~55%，脫除重烴與硫化氫后，在0.05~0.3MPa下，使用第一級變壓吸附脫除大部分二氧化碳、C2+、甲烷，得到濃度93~96%富氫氣，氫氣收率＞97%，根據氫氣壓力的需要。把富氫氣壓縮到0.8MPa ~2.8MPa，壓縮出口氣體不冷卻（級間需要冷卻），在80~110℃下，進入脫氧塔催化氧氣與一氧化碳生成二氧化碳與催化氧氣與氫氣生成水，把氧氣脫除到1ppm以下，脫氧氣冷卻到40℃以下，進入第二級變壓吸附脫除非氫氣體，按照需要把氫氣提純到99% ~99.99999%，氫氣中的水與氧氣含量可以達到1ppm以下。這個方式節省了大部分非氫氣體壓縮功。

具體實施方式

實施例1：某300NM3/H焦爐氣提取18MPa高純氫99.99%濃度裝置，焦爐氣脫除硫化氫與重烴后，在0.05MPa壓力進入一級變壓吸附裝置，脫除二氧化碳、甲烷、C2+、有機硫，獲得93%濃度的富氫氣，氫氣的收率98%，富氫氣中含有較多的非氫氣體為一氧化碳、氮氣、氧氣。將富氫氣體壓縮到1.8MPa，壓縮機出口氣體溫度95℃，直接進入催化脫氧反應塔，反應塔出口氧氣含量小于0.1ppm。將脫氧氣冷卻到35℃，進入第二級變壓吸附裝置，出口純氫濃度為99.99%，氫氣中氧氣含量＜0.12ppm，水含量為露點溫度-70℃。氫氣總收率93%。氫氣從1.8MPa再壓縮到18MPa送后工段使用。

實施例2：某22000NM3/H焦爐氣提取0.8MPa高純氫99.99%濃度裝置，焦爐氣脫除硫化氫與重烴后，在0.15MPa壓力進入一級變壓吸附裝置，脫除二氧化碳、甲烷、C2+、有機硫，獲得95%濃度的富氫氣，氫氣的收率97.6%，富氫氣中含有較多的非氫氣體為一氧化碳、氮氣、氧氣。將富氫氣體壓縮到0.83MPa，壓縮機出口氣體溫度105℃，直接進入催化脫氧反應塔，反應塔出口氧氣含量小于0.1ppm。將脫氧氣冷卻到35℃，進入第二級變壓吸附裝置，出口純氫濃度為99.99%，氫氣中氧氣含量＜0.12ppm，水含量為露點溫度-60℃。氫氣總收率95%。純氫壓力0.81MPa，送后工段使用。

實施例3：某2000NM3/H焦爐氣提取1.8MPa高純氫99.999%濃度裝置，焦爐氣脫除硫化氫與重烴后，在0.3MPa壓力進入一級變壓吸附裝置，脫除二氧化碳、甲烷、C2+、有機硫，獲得96%濃度的富氫氣，氫氣的收率97.2%，富氫氣中含有較多的非氫氣體為一氧化碳、氮氣、氧氣。將富氫氣體壓縮到1.83MPa，壓縮機出口氣體溫度115℃，直接進入催化脫氧反應塔，反應塔出口氧氣含量小于0.1ppm。將脫氧氣冷卻到35℃，進入第二級變壓吸附裝置，出口純氫濃度為99.999%，氫氣中氧氣含量＜0.12ppm，水含量為露點溫度-70℃。氫氣總收率90%。氫氣壓力1.81MPa送后工段使用。

對于焦爐氣需要深度脫氧脫水的氫氣提純要求，使用本發明，設備投資比一段法少20%，氫氣收率提高10%以上，能耗節省30%以上。