[發明專利]利用焦爐煤氣生產液化天然氣的方法

有效

• 申請號: 201210458502.X
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102942972A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 梅安華;李紅凱;劉沖;王秋明;吳衛兵
• 申請（專利權）人: 中國電子工程設計院
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菲

技術領域

本發明涉及工業生產液化天然氣的方法。

背景技術

現有的工業生產液化天然氣的方法多是直接利用焦爐煤氣生產液化天然氣（LNG），主要缺點是焦爐煤氣中H₂明顯過多，在直接利用焦爐煤氣生產LNG時，產生H₂過剩，在生產完畢后，還需要把過剩的H₂從液化氣產品中分離出去，造成能耗高、產品產量低、環保比較差、工廠效益差。

現有的把過剩的H₂分離出去大致有以下二種工藝：一次分離和預分離工藝，預分離工藝采用的材料不同，又分膜法和PSA法。

1、一次分離工藝（冷法）

經過壓縮、凈化、甲烷化后的焦爐煤氣，在冷箱中被冷劑冷卻液化，再進入液化精餾單元，通過低溫精餾，分離過剩氫氣、沒有液化的氮氣和得到合格LNG產品。

2、預分離工藝

2.1膜法

經過壓縮、凈化、甲烷化后的焦爐煤氣，采用膜分離提氫（可分離氫氣總量的60-90%），提氫后富甲烷氣體，在冷箱中被冷劑冷卻液化，再進入液化精餾單元，通過低溫精餾得到合格LNG并分離沒有液化的氣體（氫氣和氮氣）。

2.2PSA法

經過升壓、凈化、甲烷化、PSA分離提氫（可分離氫氣總量的60-90%）、提氫后富甲烷氣體壓縮、壓縮后的富甲烷氣體在冷箱中被冷劑冷卻液化，再進入液化精餾單元，通過低溫精餾得到合格LNG并分離沒有液化的氣體（氫氣和氮氣）。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種利用焦爐煤氣生產液化天然氣的方法，其克服LNG產品中氫過剩的缺陷，采用配氣法生產LNG，將過剩的H₂轉化成CH₄，轉化后的氣體增加了CH₄含量，同時不含H₂，達到節能、環保、增產、增效的目的。

本發明采用的技術方案是：

一種利用焦爐煤氣生產液化天然氣的方法，包括以下步驟：

（1）焦爐煤氣除塵、除焦油并升壓至2~4.2MPa；

（2）混合所述焦爐煤氣和除塵、除焦油后的來自煤氣化工廠的煤氣或冶煉工廠的尾氣或石灰工廠的窯氣；并使混合后的混合煤氣中H₂與CO的摩爾比為3~3.2：1或H₂與CO₂的摩爾比為4~4.2：1；所述煤氣化工廠的煤氣壓力為2~4.2MPa；所述冶煉工廠的尾氣或石灰工廠的窯氣的壓力為0.3~0.7MPa；

（3）步驟（2）得到的混合煤氣脫除H₂S；

（4）步驟（3）得到的氣體進行甲烷化反應；生成CH₄和H₂O；

（5）甲烷化反應后的氣體在4MPa壓力下、在-154℃條件下液化，成為液化天然氣產品；

（6）沒有液化的氣體升壓至1.0MPa，在常溫下用PSA分子篩脫除其中的N₂，被PSA分子篩吸附的CH₄在常溫和壓力0.11MPa下解吸，解吸氣中的CH₄濃度為90%以上，返回到焦爐煤氣中，循環利用。

本發明的方法，其中所述煤氣化工廠的煤氣主要含CO；所述冶煉工廠的尾氣主要含CO；所述石灰工廠的窯氣主要含CO₂。所述來自煤氣化工廠的煤氣，壓力一般為2~4.2MPa，本發明直接將之利用，與已經升壓后的焦爐煤氣配制混合，提高焦爐煤氣中的CO或CO₂含量，充分利用焦爐煤氣中的含量較高的H₂，使之最大化地轉化為液化天然氣產品；冶煉工廠的尾氣或石灰工廠的窯氣壓力一般為0.3~0.7MPa，適當加壓后與焦爐煤氣配制混合。本發明的方法不但可以降低眾多化工廠或冶煉廠的廢氣、尾氣排放，還可以充分利用其壓力能源，降低能耗，減少能量損失，提高經濟效益。

本發明的方法，其中當采用來自煤氣化工廠的煤氣或冶煉工廠的尾氣時，所述步驟（3）中還包括脫除混合煤氣中的CO₂的步驟。

本發明的技術效果是：

（1）綜合利用煤氣化工廠或冶煉廠排放的具有一定壓力的廢氣、尾氣，直接與升壓后的焦爐煤氣混合，降低甲烷化氣體原料之前的壓縮步驟，降低能耗。

（2）簡化甲烷氣液化裝置的工藝流程