[發明專利]一種中低溫干餾荒煤氣經耐硫均溫甲烷化制LNG的系統及方法

在審

• 申請號: 201911039132.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110655939A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 王曉龍;郜時旺;何忠;程阿超;肖天存
• 申請（專利權）人: 中國華能集團有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B57/14;C10J3/00;C10J3/82;C10J3/84;C10K3/00;C10L3/08
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 孟大帥

本發明公開的一種中低溫干餾荒煤氣經耐硫均溫甲烷化制LNG的系統及方法，屬于煤炭清潔高效利用技術領域。將干餾荒煤氣除塵脫氨凈化后進行焦油回收，獲得高價值副產品；再加壓液化分離將丙烷、丁烷等高級烴類直接制備成LPG。脫硫脫碳裝置解析出的H₂S氣體純度高，可采用克勞斯硫回收工藝回收硫磺。深冷液化分離后獲得的LNG組分CH₄含量高，大于95％，達到一級天然氣產品的要求。該系統操作簡便，采用煤的低溫干餾多聯產技術，實現了低階煤的清潔高效利用，生產高熱值的液化天然氣并副產焦油、LPG、硫磺、二氧化碳等副產品，節約能源，經濟效益高。

技術領域

本發明屬于煤炭清潔高效利用技術領域，具體涉及一種中低溫干餾荒煤氣經耐硫均溫甲烷化制LNG(液化天然氣)的系統及方法。

背景技術

天然氣作為一種高效、清潔、安全的化石能源，在全球能源消費中的比例逐年上升；隨著人們環保意識的增強以及生活質量的提高，天然氣的需求量逐年加大，利用儲量相對豐富的煤炭資源，深入開發低質煤的低溫干餾聯產天然氣技術，利用熱值較低的荒煤氣，將之轉變成環境友好的天然氣，不僅實現了煤炭資源的綜合利用，同時也緩減了我國油氣資源相對短缺的現象，且符合煤的清潔高效利用技術路線。

低質煤低溫干餾生產蘭炭過程得到三個產品，蘭炭、煤焦油和荒煤氣(也稱蘭炭尾氣或低溫干餾氣)，一般采用煙氣加熱的蘭炭生產裝置所產荒煤氣組分見表1，可以看出荒煤氣組分中甲烷含量較少，煤氣熱值低，且含有大量氮氣，壓縮和液化過程的能耗高，直接從煤氣中提純甲烷的工藝成本較高，目前荒煤氣利用一般采用鍋爐燃燒產蒸汽和發電，經濟效益低。煤在低溫干餾過程中會生成大量的H₂、CO和CO₂，但氫碳比(H/C)比約在1.8-2.2之間，不利于甲烷化反應，還含有C2-C4烷烴和烯烴為主的石油氣組分，H₂S、NH₃、焦油、粉塵等污染。

表1：傳統立式爐荒煤氣組分

隨著近年來粉煤低溫干餾技術的發展，出現了外熱式直立爐、固體熱載體低溫快速熱解技術和粉煤回轉窯熱解技術等技術，不同于之前煙氣直接加熱的方式采用間接加熱，所產荒煤氣組分有更多的有效可燃組分，其荒煤氣一般組分見表2，其中氮氣的含量明顯降低，但是仍存在氫碳比低和二氧化碳含量高的問題。

表2：間接加熱的熱解技術荒煤氣組分

由于荒煤氣以上特點，不像焦爐煤氣易于制天然氣，急需開發一種適合荒煤氣的甲烷化制天然氣技術，能夠在低H/C比和高CO₂分壓的條件下，實現高的CO轉化率和高CH₄選擇性。

發明內容

為了解決上述現有問題，本發明的目的在于提供一種中低溫干餾荒煤氣經耐硫均溫甲烷化制LNG的系統及方法，實現了低階煤的清潔高效利用，生產高熱值的液化天然氣并副產焦油、LPG、硫磺、二氧化碳等副產品，節約能源，經濟效益高。

本發明通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種中低溫干餾荒煤氣經耐硫均溫甲烷化制LNG的系統，包括脫氨除塵裝置，脫氨除塵裝置的入口連接有中低溫干餾荒煤氣進氣管，出口連接有一級壓縮裝置，一級壓縮裝置連接有精餾油回收裝置，精餾油回收裝置連接有二級壓縮裝置，二級壓縮裝置連接有耐硫甲烷化裝置和液化石油氣收集裝置，耐硫甲烷化裝置連接有脫硫脫碳裝置，脫硫脫碳裝置連接有脫水吸附塔、二氧化碳收集裝置和硫化氫收集裝置，硫化氫收集裝置連接有克勞斯硫回收裝置，脫硫脫碳裝置連接有脫水吸附塔，脫水吸附塔連接有深冷液化裝置，深冷液化裝置連接有氮氣收集裝置和LNG排出管。

優選地，一級壓縮裝置為螺桿壓縮機，二級壓縮裝置為活塞式壓縮機。

優選地，精餾油回收裝置為精餾塔或變溫吸附裝置。