[發(fā)明專利]一種利用焦?fàn)t氣生產(chǎn)液化天然氣的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410295738.5
• 申請(qǐng)日: 2014-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN104031710A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐國(guó)峰;李德強(qiáng);苗興旺;仇德朋;郭雷;王慶;鄒紅;楊同蓮;楊秀會(huì);王宏偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海石油煉化有限責(zé)任公司;中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C10L3/10
• 分類號(hào): C10L3/10;C10L3/08
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 劉繼枝

?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液化天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種利用焦?fàn)t氣生產(chǎn)液化天然氣的工藝。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界最大焦炭生產(chǎn)國(guó)，每年產(chǎn)生的副產(chǎn)品焦?fàn)t氣約400～600億Nm³/年。典型焦?fàn)t氣組成中，H₂?54～59%（體積分?jǐn)?shù)，下同）?，CH_4?21～25%，CO?5～8%，CO_2?1.9～2.3%，C_mH_n1.6～2.0%，N_2?2～6%，O_2?0.3～0.7%，并含有焦油、苯、萘、氨、氰化氫、硫化氫、有機(jī)硫等雜質(zhì)。焦?fàn)t氣中的有效成分較多，但雜質(zhì)也多，目前大部分焦?fàn)t氣經(jīng)凈化后用于生產(chǎn)甲醇、二甲醚、氫氣、氨及生活煤氣，部分直接放散。

液化天然氣簡(jiǎn)稱LNG，主要成分為甲烷，為國(guó)家鼓勵(lì)開發(fā)的清潔能源，廣泛用于：城市燃?xì)狻⑵嚾剂稀⒌蜏乩湓础?guó)內(nèi)LNG需求旺盛，目前主要來(lái)源為管道天然氣、國(guó)外進(jìn)口LNG，我國(guó)地域廣大，上述來(lái)源已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)對(duì)于LNG的需求。

利用國(guó)內(nèi)已經(jīng)運(yùn)行的焦化廠排放的焦?fàn)t氣生產(chǎn)LNG，通過(guò)槽車運(yùn)輸，可以滿足各種用戶對(duì)LNG的需求，大大開拓LNG市場(chǎng)。既能實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，又能為市場(chǎng)提供清潔能源，節(jié)能減排。

目前，已有專利公開了焦?fàn)t氣生產(chǎn)液化天然氣的相關(guān)技術(shù)，例：CN195?2082A?是利用變壓吸附法對(duì)壓縮后的焦?fàn)t氣分離、再冷凝生產(chǎn)LNG，該公開專利只是通過(guò)物理變化提出焦?fàn)t氣中含有的甲烷氣體，沒(méi)有充分利用焦?fàn)t氣中CO、CO₂以及H₂，使其發(fā)生甲烷化反應(yīng)生產(chǎn)甲烷，造成資源的浪費(fèi)；CN10170?9237?A?是利用膜分離將甲烷化后的焦?fàn)t氣分離出沒(méi)有反應(yīng)完全的氫氣然后通過(guò)再冷凝生產(chǎn)液化天然氣，該公開的專利甲烷產(chǎn)率較低；CN101100622?A、CN101921641A是經(jīng)預(yù)處理、脫硫、甲烷化、PSA生產(chǎn)合成天然氣，上述兩個(gè)專利公開的天然氣沒(méi)經(jīng)過(guò)液化，天然氣體積大，運(yùn)輸困難，物流成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種利用焦?fàn)t氣生產(chǎn)液化天然氣的工藝。

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該工藝步驟包括原料混合、初壓縮、預(yù)處理、凈化、再壓縮、甲烷化、干燥脫汞、深冷液化分離、液化天然氣儲(chǔ)罐以及液化天然氣裝車，

工藝步驟具體如下：

1）原料混合：混合原料氣包括焦化廠來(lái)的焦?fàn)t氣、富甲烷氣以及液化天然氣，將焦化廠來(lái)的焦?fàn)t氣、富甲烷氣以及液化天然氣儲(chǔ)罐的蒸發(fā)氣均勻混合；

2）初壓縮：將上述混合原料氣送入噴水螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行兩級(jí)壓縮，使混合原料氣的壓力由30KpaG升壓至0.9MpaG；

3）預(yù)處理：初壓縮后的混合原料氣通過(guò)變溫吸附脫除雜質(zhì)焦油、苯、萘、氨以及氰化氫；

4）凈化：將上述預(yù)處理后的混合原料氣經(jīng)氧化鐵吸附脫除混合原料氣中的硫化氫、混合原料氣經(jīng)鐵鉬和鎳鉬加氫及氧化鋅吸附脫除混合原料氣中的有機(jī)硫，將混合原料氣中硫的質(zhì)量含量降低到0.1ppm；

5）再壓縮：凈化后的原料氣進(jìn)入離心壓縮機(jī)，進(jìn)行兩段壓縮，將原料氣的壓力由0.65?MpaG升壓至4.0-5.0MpaG，原料氣出口的溫度137℃；

6）甲烷化：再壓縮后的原料氣進(jìn)入硫保護(hù)罐，進(jìn)行四級(jí)甲烷化反應(yīng)，將CO、CO₂轉(zhuǎn)化為甲烷，使CO、CO₂的質(zhì)量含量小于50ppm；

7）干燥脫汞：來(lái)自甲烷化的合成天然氣利用變溫吸附脫水至-70℃露點(diǎn)，通過(guò)載硫活性炭脫除合成天然氣中的金屬汞；

8）深冷液化分離：將合成天然氣引入冷箱，在預(yù)冷板翅式換熱器中預(yù)冷到-50～-55℃，然后經(jīng)重?zé)N分離罐分離后，按體積比1:9分成兩部分，大部分氣體進(jìn)入深冷板翅式換熱器繼續(xù)降溫液化，后經(jīng)脫氫罐分離出未液化的氫氣和少量氮?dú)猓蜏匾后w則經(jīng)減壓后送入脫氮塔進(jìn)行脫氮處理，脫氮后得到產(chǎn)品液化天然氣；小部分氣體經(jīng)減壓并與脫氮塔頂?shù)牡蜏伛Y放氣換熱后進(jìn)入脫氮塔底作為汽提氣；

9）液化天然氣儲(chǔ)罐：將上述液化天然氣送至液化天然氣儲(chǔ)罐，由于液柱及壓力降，導(dǎo)致進(jìn)料液化天然氣含有大量閃蒸氣，閃蒸氣進(jìn)入儲(chǔ)罐頂部蒸發(fā)氣空間，與儲(chǔ)罐蒸發(fā)氣一起送出；

10）液化天然氣裝車：自液化天然氣儲(chǔ)罐來(lái)的液化天然氣經(jīng)罐外液化天然氣筒帶泵加壓，送至裝車臺(tái)，利用帶蒸發(fā)氣回氣臂的液化天然氣裝車臂進(jìn)行液化天然氣裝車即可。