[發明專利]焦爐煤氣制取液化天然氣的分離工藝和設備

無效

• 申請號: 200810135211.0
• 申請日: 2008-08-04
• 公開（公告）號: CN101463281A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 張武;任小坤;王文川;陸文軍;高元景;孫郁;王曉燁
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08;C10K3/00;F25J1/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 張若華

技術領域

本發明涉及一種氣體液化分離工藝及設備，特別涉及一種利用焦爐煤氣制 取液化天然氣的分離工藝和設備。

背景技術

我國是世界上最大的焦炭生產、消費和出口國，2004年焦炭產量為2.24 億噸，占全球產量的56％，同時伴生700多億立方米的焦爐煤氣(尾氣)。這 些焦爐煤氣其中一半用于回爐助燃，另一半需要有專門的裝置回收。由于我國 焦化產業只注重焦炭生產而忽略化工產品回收，焦化生產主要副產品焦爐煤氣 (尾氣)大量直接燃燒放散——俗稱“點天燈”。由此造成的經濟損失達數百億 元，造成稀缺資源的極大浪費；同時對環境也造成極大的污染。在山西的焦炭 集中產地，空氣中都彌漫著濃濃的焦煤氣味，有時候甚至遮天蔽日。據專家測 算，按照我國年焦炭總產量計算。每年自白燒掉的焦爐煤氣(尾氣)300多億 立方米，相當于國家“西氣東輸”設計年輸氣量的2倍多。

焦爐煤氣中含有大量的H₂、CH₄、CO等可燃氣體，如果將這些氣體加以合理 的利用，既可以緩解國內能源不足的現狀，又可以減輕工業生產帶來的環境污 染。焦爐煤氣(尾氣)可以作燃料，如作為城市燃氣、發電，又可以作為化工 原料，如合成氨、甲醇、二甲醚等；還可以直接還原鐵，甚至用于合成油。只 要能加以綜合利用，焦爐煤氣(尾氣)的經濟價值數以百億元計。

液化天然氣(LNG)技術從上世紀六十年代開始商業化，至今已有三、四十 年的歷史，是當今世界能源供應中成長速度最快的品種，在世界燃氣市場中占 6.5％份額。預期今后十年內LNG的年增長速度可達7％，大致為全球天然氣生 產增速的兩倍，為原油增長速度的3倍。到2010年可達1.8～2億噸/年。但是， 目前還沒有從焦爐煤氣(尾氣)或濃縮后的焦爐煤氣(如提氫后的尾氣)中制 取液化天然氣的液化分離工藝及設備。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種從焦爐煤氣(尾氣)或濃縮后的焦 爐煤氣(如提氫后的尾氣)中制取液化天然氣的液化分離工藝及設備。使用該 工藝及設備得到的液化天然氣產品純度可以達到99.8％以上，整套設備工藝簡 單、操作方便，能很好地解決焦爐煤氣的回收問題。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種焦爐煤氣制取液 化天然氣的分離工藝，包括如下工藝步驟：

A、焦爐煤氣原料氣首先經壓縮制冷設備壓縮冷卻；

B、經過壓縮冷卻的焦爐煤氣進入換熱器組交換熱量，使焦爐煤氣中的甲 烷大部分變為液體；

C、含有大量液體甲烷的焦爐煤氣從換熱器組出來后進入分餾塔分餾，得 到液化天然氣。

其中，所述分餾塔塔底的液體進入塔底的再沸器，再進入一過冷器，成為 液化天然氣產品；分餾塔上部出來的氣體直接出分餾塔進入過冷器復溫；所述 分餾塔上部的氣體進入所述換熱器組復溫；所述換熱器組的冷量由制冷設備提 供；所述制冷設備為膨脹制冷系統或混合工質制冷設備。

本發明還提供了一種焦爐煤氣制取液化天然氣的分離設備，包括原料氣壓 縮設備、制冷設備和液化分離設備，所述液化分離設備包括依次換熱器依次相 接的換熱器組和分餾塔，原料氣壓縮設備與液化分離設備通過管道連接，原料 氣換熱器通過制冷管路與制冷設備相連。

所述制冷設備包括氣體膨脹制冷設備或混合工質制冷設備；所述分餾塔的 頂部設有冷凝器，底部設有再沸器；所述分餾塔上部的氣體管路進一步連接換 熱器組。

本發明所能達到的有益效果是：本發明結合我國焦爐煤氣利用的現狀提出 采用低溫精餾液化的方法，將甲烷從焦爐煤氣中分離出來，制成液化天然氣。 使焦爐煤氣的附加值大大提高，同時LNG產品可以極大地方便運輸和利用。液 化分離的設備具有結構簡單、工藝流程易操作等優點。而且得到的液化天然氣 純度可以達到99.8％以上。

附圖說明

圖1為本發明實施例一氣體雙路膨脹制冷循環制取LNG的一種流程示意圖；

圖2為本發明實施例一氣體單路膨脹制冷循環制取LNG的一種流程示意圖；

圖3為本發明實施例二混合工質制冷循環制取LNG的一種流程示意圖。

具體實施方式

實施例一：