CN105110291A - 一种焦炉煤气回收制lng联产合成氨的方法 - Google Patents

一种焦炉煤气回收制lng联产合成氨的方法 Download PDF

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陈志强
孔少尉
秦威锋
吴运治
吉保庆
薛蛟祖
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河南环宇石化装备科技股份有限公司
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Abstract

本发明公开了一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,包括以下步骤:气体净化,CO转换,气体分离,制LNG,合成氨。本发明可以解决焦炉煤气中CO和N2难以分离的问题,同时可以解决H2S排放的问题,脱除的H2S、多碳碳氢化合物和CO2可以回炉燃烧,而且热值较高,本方案原料利用率高,提高了焦炉煤气的生产附加值。

Description

一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,属于化工合成领域。
背景技术
[0002]中国是世界上焦炭产量最大的国家,在制取焦炭时会产生大量的焦炉煤气,其组成包括 H2 (55-60%), CH4 (23〜27%)、CO (5~8%)、多碳碳氢化合物(2~4%)、CO2 (1.5-3%), N2(3-7%), O2 (0.3-0.8%)和少量稀有气体。如果能合理利用这一资源,每年可以节约数千万吨标准煤。
[0003] 现有焦炭厂焦炉煤气一般用作燃料燃烧、发电或者作为原料制取甲醇、LNG,但都存在价值利用率低的问题。作为燃料用于锅炉或者钢厂乳钢加热时,由于其中H2热值较低,直接燃烧并不合算。用于国内燃气内燃机发电时,同样由于H2热值低,发电效率不高,每方焦炉气仅发1.1度电,且随着时间发电效率越低,价值更低。用焦炉煤气生产甲醇时,存在CO和N2分离困难的问题,尤其对氧含量达到0.6%以上时,分离难度更大,设备投资巨大;利用焦炉煤气制作LNG需要将其中的H2、C0、C02转化成甲烷,同样投资较大,而且甲烷化过程中一部分H2转化成H 20,原料损失较大。
发明内容
[0004] 本发明目的就在于克服上述不足,提供一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,具体包括以下步骤:
1)气体净化,焦炉煤气进入焦炉煤气气柜进行缓冲后,再依次经过电捕油,TSA脱萘脱焦油,加压后通过干法净化除氧脱硫脱汞,得到净化后的I级混合气体;
2)C0转换,将I级混合气体通入变换器进行转换,混合气体中的CO与水蒸气反应转换为比和CO 2,得到2级混合气体;
3)气体分离,将2级混合气体经过PSA变压吸附粗脱碳,大部分多碳碳氢化合物、H2S和CO2被吸附脱除后,再经过分子筛深度脱碳脱水,最后经过膜分离出H2,得到高014浓度的3级混合气体;
4)制LNG,3级混合气体进入冷箱,经液化后制得LNG,液化后剩余的气体通过低压闪蒸塔分离得到4级混合气体;
5)合成氨,4级混合气体通过加压醇烃化,再与步骤3)中膜分离得到的H2混合,再通过补氮调节氢氮比,进入合成氨塔合成氨。
[0005] 进一步,步骤I)中加压后的气体压力为2.4MPa。
[0006] 进一步,步骤3)中经PSA和分子筛吸附的多碳碳氢化合物、H2S和CO2经解吸附后回炉燃烧。
[0007] 进一步,步骤5)中氢氮比按体积比为3:1。
[0008] 进一步,步骤5)合成氨的过程中有合成氨弛放气,驰放气主要是CH4、H2、N2、Ar,通过膜分离出H2,将H2补充到合成氨塔中,余下的混合气循环进入冷箱将混合气中的CH4制成LNG,当AR富集到一定浓度后排放驰放气以释放AR。
[0009] 本发明的有益点在于:1.通过变换将CO与水蒸气反应转换成&和CO 2,巧妙的解决了焦炉煤气中CO和N2较难分离的问题,同时转换生成的H2和分离出的N2又可以作为合成氨的原料,提高了原料利用率。2.通过变压吸附粗脱碳工序脱掉了大部分碳氢化合物、H2S,以及CO2,将这部分气体回炉燃烧。脱碳的同时既将H2S脱除,解决H2S排放问题,又脱除了多碳碳氢化合物,提高了后工段LNG的品质;同时脱除的H2S、碳氢化合物和CO2还可以回炉燃烧,多碳碳氢化合物热值较高,与C(V混合还能保证热值,达到掺烧热值要求。3.通过合成氨后膜分离将H2、CH4、N2分离,循环利用。本方案可以将焦炉煤气的有效成分均回收利用,几乎无损失,提高了焦炉煤气的生产附加值。
附图说明
[0010] 图1是本发明流程不意图。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0012] 如图1所示的一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,包括以下步骤:
1)气体净化,焦炉煤气进入焦炉煤气气柜进行缓冲后,再依次经过电捕油,TSA脱萘脱焦油,加压到2.4MPa后通过干法净化除氧脱硫脱汞,得到净化后的I级混合气体;
2)C0转换,将I级混合气体通入变换器进行转换,混合气体中的CO与水蒸气反应转换为比和CO 2,得到2级混合气体;
3)气体分离,将2级混合气体经过PSA变压吸附粗脱碳,大部分多碳碳氢化合物、H2S和CO2被吸附脱除后,再经过分子筛深度脱碳脱水,最后经过膜分离出H2,得到高014浓度的3级混合气体;
4)制LNG,3级混合气体进入冷箱,经液化后制得LNG,液化后剩余的气体通过低压闪蒸塔分离得到4级混合气体;
5)合成氨,4级混合气体通过加压醇烃化,再与步骤3)中膜分离得到的H2混合,再通过补氮调节氢氮体积比至3:1,进入合成氨塔合成氨。
[0013] 合成氨的过程中有合成氨弛放气,驰放气主要是CH4、H2、N2、Ar,通过膜分离出H2,将H2补充到合成氨塔中,余下的混合气循环进入冷箱将混合气中的CH4制成LNG,当AR富集到一定浓度后排放驰放气以释放AR。
[0014] 本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,包括以下步骤: 1)气体净化,焦炉煤气进入焦炉煤气气柜进行缓冲后,再依次经过电捕油,TSA脱萘脱焦油,加压后通过干法净化除氧脱硫脱汞,得到净化后的I级混合气体; 2)C0转换,将I级混合气体通入变换器进行转换,混合气体中的CO与水蒸气反应转换为比和CO 2,得到2级混合气体; 3)气体分离,将2级混合气体经过PSA变压吸附粗脱碳,大部分多碳碳氢化合物、H2S和CO2被吸附脱除后,再经过分子筛深度脱碳脱水,最后经过膜分离出H2,得到高014浓度的3级混合气体; 4)制LNG,3级混合气体进入冷箱,经液化后制得LNG,液化后剩余的气体通过低压闪蒸塔分离得到4级混合气体; 5)合成氨,4级混合气体通过加压醇烃化,再与步骤3)中膜分离得到的H2混合,再通过补氮调节氢氮比,进入合成氨塔合成氨。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,其特征在于:所述的步骤I)中加压后的气体压力为2.4MPa。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,其特征在于:所述的步骤3)中经PSA和分子筛吸附的多碳碳氢化合物、H2S和0)2经解吸附后回炉燃烧。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,其特征在于:所述的步骤5)中氢氮比按体积为3:1。
5.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气回收制LNG联产合成氨的方法,其特征在于:所述的步骤5)合成氨的过程中有合成氨弛放气,驰放气主要是CH4、H2、N2、Ar,通过膜分离出H2,将H2补充到合成氨塔中,余下的混合气循环进入冷箱将混合气中的CH 4制成LNG,当AR富集后排放驰放气以释放AR。
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