CN105352266B - 焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统 - Google Patents

焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105352266B
CN105352266B CN201510830034.8A CN201510830034A CN105352266B CN 105352266 B CN105352266 B CN 105352266B CN 201510830034 A CN201510830034 A CN 201510830034A CN 105352266 B CN105352266 B CN 105352266B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
gas
level
cooling medium
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510830034.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105352266A (zh
Inventor
邱晟华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Original Assignee
Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd filed Critical Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority to CN201510830034.8A priority Critical patent/CN105352266B/zh
Publication of CN105352266A publication Critical patent/CN105352266A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105352266B publication Critical patent/CN105352266B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0635—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/062—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0655—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/066—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/14—Coke-ovens gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/02—Mixing or blending of fluids to yield a certain product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/02—Separating impurities in general from the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/14—External refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/42—Quasi-closed internal or closed external nitrogen refrigeration cycle

Abstract

本发明涉及一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统，根据焦炉煤气中各组分的沸点不同，对焦炉煤气进行逐级降温，按沸点不同依次分离出其中的各组分气体，将分离出来的液态甲烷、乙烯、乙烷混合，制得液化天然气。本发明流程简单、操作方便，投资小、能耗低，经济效益较高。

Description

焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统
技术领域
本发明涉及焦炉煤气利用技术领域，具体涉及一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统。
背景技术
目前焦化及冶金行业富余的焦炉煤气多用于发电，其经济性不高。为提高经济性，人们开始利用焦炉煤气制取天然气；目前焦炉煤气制取天然气存在两种方法，第一种是变压吸附法，第二种是甲烷化法。变压吸附法具有流程简单、操作方便、投资小等优点，但同时存在产量小、单位能耗高等缺点；甲烷化法具有产量高、单位能耗低等优点，但同时存在投资高、运行复杂等缺点。而且这两种方法制得的天然气存在储存成本高、外销不便利的问题，一般需进一步深冷成液化天然气(简称LNG)，储存于低温储罐中，利用LNG槽车输送给用户。
发明内容
本发明实施例提供一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法，包括以下步骤：
ST1：对焦炉煤气进行净化，以脱除部分水、焦油及萘；
ST2：对净化后的煤气进行加压；
ST3：对加压后的煤气冷却后，气液分离出水、焦油及苯，并得到第一级分离煤气；
ST4：对所述第一级分离煤气冷却后，气液分离出液态NH3、液态H2S及液态CO2，并得到第二级分离煤气；
ST5：对所述第二级分离煤气冷却后，气液分离出液态C2H4及液态C2H6，并得到第三级分离煤气；
ST6：对所述第三级分离煤气冷却后，气液分离出液态CH4，并得到第四级分离煤气；
ST7：将ST5中得到的液态C2H4及液态C2H6冷却后，与ST6中得到的液态CH4混合，制得液化天然气。
作为实施例之一，ST3中的冷却过程在第一级换热器中进行，ST4中的冷却过程在第二级换热器中进行，ST5中的冷却过程在第三级换热器中进行，ST6中的冷却过程在第四级换热器中进行，ST7中的冷却过程在第五级换热器中进行；所述第四级换热器内的冷却介质与所述第五级换热器内的冷却介质经换热后，作为冷却介质依次通过所述第三级换热器、所述第二级换热器及所述第一级换热器。
作为实施例之一，所述第四级分离煤气作为辅助冷却介质依次通过所述第三级换热器、所述第二级换热器及所述第一级换热器。
作为实施例之一，所述第一级换热器、所述第二级换热器及所述第三级换热器内出现结冰时，进行再生处理。
作为实施例之一，各所述换热器的再生处理步骤为：切断需再生处理的换热器与邻接于其后的气液分离器之间的气流通道，并切断该换热器的冷却介质流出通道；焦炉煤气依次经过该换热器之前的处理流程后进入该换热器对其加热，换热后的煤气通过设于该换热器上的尾气排出管排出；待该换热器内的温度达到平衡后，切断所述尾气排出管，打开该换热器与邻接于其后的气液分离器之间的气流通道，及该换热器的冷却介质流出通道。
本发明实施例涉及一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统，包括沿煤气气流方向通过煤气管道依次连接的净化器、煤气加压机、第一级冷却分离机构、第二级冷却分离机构、第三级冷却分离机构及第四级冷却分离机构，各所述冷却分离机构均包括沿气流方向依次设置的换热器和气液分离器，第三级气液分离器的液体出口连接有第五级换热器，所述第五级换热器的换热介质出口管与第四级气液分离器的液体出口管汇合形成液化天然气提取管；各换热器均连接有冷却介质供应机构。
作为实施例之一，该制取液化天然气的系统配置有氮气供应系统，所述氮气供应系统包括沿氮气气流方向依次连接的压缩机、冷却器及膨胀机，所述压缩机连接氮气源；第四级换热器及所述第五级换热器的冷却介质入口均与所述膨胀机出口连通，该两换热器的冷却介质出口管汇合形成氮气回流管；第三级换热器的冷却介质入口管与所述氮气回流管连通，第二级换热器的冷却介质入口管与第三级换热器的冷却介质出口管连通，第一级换热器的冷却介质入口管与第二级换热器的冷却介质出口管连通。
作为实施例之一，所述氮气回流管连接至所述压缩机；前三级换热器中，各冷却介质入口管及各冷却介质出口管均连接至所述氮气回流管，各冷却介质入口管均连接有供氮支管，各所述供氮支管均与所述膨胀机出口连通，各冷却介质入口管及各供氮支管上均设有流量调节阀，各换热器的冷却介质入口管与冷却介质出口管之间的氮气回流管上均设有流量调节阀。
作为实施例之一，第四级气液分离器的气体出口管依次穿过第三级换热器、第二级换热器及第一级换热器。
作为实施例之一，前三级冷却分离机构中，各换热器与邻接于其后的气液分离器之间的煤气管道上均设有截止阀且于截止阀之前连接有尾气支管，各所述尾气支管上及各换热器的冷却介质出口管上均设有截止阀。
本发明实施例至少实现了如下有益效果：本发明通过焦炉煤气中各组分的沸点不同，通过逐级冷却分离出各组分，直接制得液化天然气，流程简单、操作方便，投资小、能耗低，经济效益较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法，包括以下步骤：
ST1：对焦炉煤气进行净化，以脱除部分水、焦油及萘；
ST2：对净化后的煤气进行加压；
ST3：对加压后的煤气冷却后，气液分离出水、焦油及苯，并得到第一级分离煤气；
ST4：对所述第一级分离煤气冷却后，气液分离出液态NH3、液态H2S及液态CO2，并得到第二级分离煤气；
ST5：对所述第二级分离煤气冷却后，气液分离出液态C2H4及液态C2H6，并得到第三级分离煤气；
ST6：对所述第三级分离煤气冷却后，气液分离出液态CH4，并得到第四级分离煤气；
ST7：将ST5中得到的液态C2H4及液态C2H6冷却后，与ST6中得到的液态CH4混合，制得液化天然气。
上述方法中，ST2中加压后的煤气温度在313～353K范围内；ST3中煤气经冷却后的温度优选为控制在280K左右，可控制在270～290K范围内；ST4中第一级分离煤气经冷却后的温度优选为控制在200K左右，可控制在190～210K范围内；ST5中第二级分离煤气经冷却后的温度优选为控制在120K左右，可控制在110～130K范围内；ST6中第三级分离煤气经冷却后的温度优选为控制在100K左右，可控制在95～105K范围内；ST7中，液态C2H4及液态C2H6冷却后的温度优选为控制在100K左右。
接续上述方法，ST3中的冷却过程在第一级换热器4中进行，ST4中的冷却过程在第二级换热器10中进行，ST5中的冷却过程在第三级换热器15中进行，ST6中的冷却过程在第四级换热器19中进行，ST7中的冷却过程在第五级换热器21中进行；所述第四级换热器19内的冷却介质与所述第五级换热器21内的冷却介质经换热后，作为冷却介质依次通过所述第三级换热器15、所述第二级换热器10及所述第一级换热器4。采取这种方式，可有效节约制取冷却介质所耗的能量，降低能耗。
进一步地，所述第四级分离煤气作为辅助冷却介质依次通过所述第三级换热器15、所述第二级换热器10及所述第一级换热器4，即第四级分离煤气参与前三级换热器的煤气冷却工作，将冷量传递给前工序的煤气，可进一步降低能耗。
第一级换热器4、第二级换热器10及第三级换热器15工作一段时间后，换热器内会发生结冰现象，影响换热器的工作，需要进行再生处理。各所述换热器的再生处理步骤为：切断需再生处理的换热器与邻接于其后的气液分离器之间的气流通道，并切断该换热器的冷却介质流出通道；焦炉煤气依次经过该换热器之前的处理流程后进入该换热器对其加热，换热后的煤气通过设于该换热器上的尾气排出管排出；待该换热器内的温度达到平衡后，切断所述尾气排出管，打开该换热器与邻接于其后的气液分离器之间的气流通道，及该换热器的冷却介质流出通道。
实施例二
如图1，本发明实施例涉及一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统，包括沿煤气气流方向通过煤气管道依次连接的净化器1、煤气加压机2、第一级换热器4、第一级气液分离器7、第二级换热器10、第二级气液分离器13、第三级换热器15、第三级气液分离器18、第四级换热器19及第四级气液分离器20；第三级气液分离器18的液体出口连接有第五级换热器21；上述各换热器均连接有冷却介质供应机构。第一级换热器4与第一级气液分离器7构成第一级冷却分离机构，第二级换热器10与第二级气液分离器13第二级冷却分离机构，第三级换热器15与第三级气液分离器18构成第三级冷却分离机构，第四级换热器19与第四级气液分离器20第四级冷却分离机构。各气液分离器的气体出口与邻接于其后的换热器连接，分离出的煤气进入换热器进行冷却；第三级气液分离器18分离出的液体进入第五级换热器21进行冷却。第五级换热器21的换热介质出口管与第四级气液分离器20的液体出口管汇合形成液化天然气提取管，经液化天然气提取管收集液化天然气。
接续上述焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统的结构，该制取液化天然气的系统配置有氮气供应系统，通过氮气向各换热器提供冷却焦炉煤气所需冷量。所述氮气供应系统包括沿氮气气流方向依次连接的压缩机22、冷却器23及膨胀机24，所述压缩机22连接氮气源。第四级换热器19及所述第五级换热器21的冷却介质入口均与所述膨胀机24出口连通，该两换热器的冷却介质出口管汇合形成氮气回流管；第三级换热器15的冷却介质入口管与所述氮气回流管连通，第二级换热器10的冷却介质入口管与第三级换热器15的冷却介质出口管连通，第一级换热器4的冷却介质入口管与第二级换热器10的冷却介质出口管连通。由氮气源提供的氮气进入压缩机22压缩，压缩后的氮气进入冷却器23进行冷却，冷却后的氮气进入膨胀机24膨胀，膨胀后的氮气温度约为90～100K。由膨胀机24出口出来的氮气优选为一部分返回至冷却器23，作为冷却介质对后续氮气进行冷却，即膨胀机24出口与冷却器23冷却介质入口通过管道连通；其余部分的氮气由供氮干管输送至第四级换热器19和第五级换热器21，为该两换热器提供冷量；经该两换热器换热后的氮气依次进入第三级换热器15、第二级换热器10和第一级换热器4，为该三换热器提供冷量，由第一级换热器4出来的氮气优选为返回至压缩机22循环使用。
进一步优化上述焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统的结构，如图1，所述氮气回流管连接至所述压缩机22；前三级换热器中，各冷却介质入口管及各冷却介质出口管均连接至所述氮气回流管，各冷却介质入口管均连接有供氮支管，各所述供氮支管均与所述膨胀机24出口连通；各供氮支管均连接在供氮干管上，出口端优选为连接在氮气回流管上且连接点位于对应的冷却介质入口管之前(即对应的冷却介质入口管与后一级换热器的冷却介质出口管之间)。各冷却介质入口管及各供氮支管上均设有流量调节阀26，各换热器的冷却介质入口管与冷却介质出口管之间的氮气回流管上均设有流量调节阀。第四级换热器19和第五换热器21通过其冷却介质入口管上的流量调节阀26调节氮气供给冷量；第一级换热器4、第二级换热器10和第三级换热器15通过对应的冷却介质入口管和供氮支管上的调节阀及氮气回流管上的对应流量调节阀调节氮气供给冷量。
进一步地，第四级气液分离器20分离出的煤气作为辅助冷却介质依次通过第三级换热器15、第二级换热器10及第一级换热器4，参与前三级换热器的煤气冷却工作，将冷量传递给前工序的煤气，有效降低能耗。即：第四级气液分离器20的气体出口管依次穿过第三级换热器15、第二级换热器10及第一级换热器4，作为前三级换热器的辅助换热管，辅助换热管在对应的换热器内蛇形布置，以提高与待冷却煤气的接触面积。上述辅助换热管与用于流通氮气的主换热管在对应的换热器内沿煤气流通方向依次布置，可实现对待冷却煤气二次换热，有效提高冷却效率，降低能耗。
接续上述焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统的结构，前三级冷却分离机构中，各换热器与邻接于其后的气液分离器之间的煤气管道上均设有截止阀且于截止阀之前(即截止阀与对应的换热器之间的煤气管道)连接有尾气支管，各所述尾气支管上及各换热器的冷却介质出口管上均设有截止阀。进一步地，上述第四级气液分离器20的气体出口管穿过第一级换热器4后作为尾气干管用于排放尾气，各尾气支管均连接至上述第四级气液分离器20的气体出口管，连接处位于该气体出口管穿出对应的换热器之后的管体部分上，连接处与对应的换热器之间的气体出口管上设有截止阀。另外，第二级气液分离器13的液体出口管可连接至上述第四级气液分离器20的气体出口管，该液体出口管上设有截止阀8，分离出的液态NH3、液态H2S及液态CO2可气化后作为尾气排出。采用上述结构，可实现对第一级换热器4、第二级换热器10及第三级换热器15的再生操作，具体步骤如下：
第一级换热器4的再生流程步骤为：关闭该第一级换热器4与第一级气液分离器7之间的截止阀6，关闭该第一级换热器4的冷却介质出口管上的截止阀25及其辅助换热管出口管上的截止阀3，同时关闭第二级换热器10、第三级换热器15、第四级换热器19及第五级换热器21的冷却介质出口管上的截止阀(27，28，29，30)，打开该第一级换热器4的尾气支管上的截止阀5。焦炉煤气进入该第一级换热器4对该换热器进行加热，换热后的煤气通过尾气支管经由尾气干管排出。当第一级换热器4内的温度达到平衡时(温度约313～353K)，再生流程结束。关闭尾气支管上的截止阀5，打开第一级换热器4与第一级气液分离器7之间的截止阀6，打开第一级换热器4的冷却介质出口管上的截止阀25及其辅助换热管出口管上的截止阀3，打开第二级换热器10、第三级换热器15、第四级换热器19及第五级换热器21的冷却介质出口管上的截止阀(27，28，29，30)。
第二级换热器10的再生流程步骤为：关闭该第二级换热器10与第二级气液分离器13之间的截止阀12，关闭该第二级换热器10的冷却介质出口管上的截止阀27及其辅助换热管出口管上的截止阀9，同时关闭第三级换热器15、第四级换热器19及第五级换热器21的冷却介质出口管上的截止阀(28，29，30)，打开该第二级换热器10的尾气支管上的截止阀11。焦炉煤气经过第一级换热器4、第一级气液分离器7后进入该第二级换热器10，对该换热器进行加热，换热后的煤气通过尾气支管经由尾气干管排出。当第二级换热器10内的温度达到平衡时(温度约280K)，再生流程结束。关闭尾气支管上的截止阀11，打开第二级换热器10与第二级气液分离器13之间的截止阀12，打开第二级换热器10的冷却介质出口管上的截止阀27及其辅助换热管出口管上的截止阀9，打开第三级换热器15、第四级换热器19及第五级换热器21的冷却介质出口管上的截止阀(28，29，30)。
第三级换热器15的再生流程步骤为：关闭该第三级换热器15与第三级气液分离器18之间的截止阀17，关闭该第三级换热器15的冷却介质出口管上的截止阀28及其辅助换热管出口管上的截止阀14，同时关闭第四级换热器19及第五级换热器21的冷却介质出口管上的截止阀(29，30)，打开该第三级换热器15的尾气支管上的截止阀16。焦炉煤气经过第一级换热器4、第一级气液分离器7、第二级换热器10、第二级气液分离器13后进入该第三级换热器15，对该换热器进行加热，换热后的煤气通过尾气支管经由尾气干管排出。当第三级换热器15内的温度达到平衡时(温度约200K)，再生流程结束。关闭尾气支管上的截止阀16，打开第三级换热器15与第三级气液分离器18之间的截止阀17，打开第三级换热器15的冷却介质出口管上的截止阀28及其辅助换热管出口管上的截止阀14，打开第四级换热器19及第五级换热器21的冷却介质出口管上的截止阀(29，30)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
ST1：对焦炉煤气进行净化，以脱除部分水、焦油及萘；
ST2：对净化后的煤气进行加压；
ST3：对加压后的煤气冷却后，气液分离出水、焦油及苯，并得到第一级分离煤气；
ST4：对所述第一级分离煤气冷却后，气液分离出液态NH3、液态H2S及液态CO2，并得到第二级分离煤气；
ST5：对所述第二级分离煤气冷却后，气液分离出液态C2H4及液态C2H6，并得到第三级分离煤气；
ST6：对所述第三级分离煤气冷却后，气液分离出液态CH4，并得到第四级分离煤气；
ST7：将ST5中得到的液态C2H4及液态C2H6冷却后，与ST6中得到的液态CH4混合，制得液化天然气；
其中，ST3中的冷却过程在第一级换热器中进行，ST4中的冷却过程在第二级换热器中进行，ST5中的冷却过程在第三级换热器中进行，ST6中的冷却过程在第四级换热器中进行，ST7中的冷却过程在第五级换热器中进行，所述第四级换热器内的冷却介质与所述第五级换热器内的冷却介质经换热后，作为冷却介质依次通过所述第三级换热器、所述第二级换热器及所述第一级换热器；
所述第一级换热器、所述第二级换热器及所述第三级换热器内出现结冰时，进行再生处理，各所述换热器的再生处理步骤为：切断需再生处理的换热器与邻接于其后的气液分离器之间的气流通道，并切断该换热器的冷却介质流出通道；焦炉煤气依次经过该换热器之前的处理流程后进入该换热器对其加热，换热后的煤气通过设于该换热器上的尾气排出管排出；待该换热器内的温度达到平衡后，切断所述尾气排出管，打开该换热器与邻接于其后的气液分离器之间的气流通道，及该换热器的冷却介质流出通道。
2.根据权利要求1所述的焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法，其特征在于：所述第四级分离煤气作为辅助冷却介质依次通过所述第三级换热器、所述第二级换热器及所述第一级换热器。
3.一种焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统，其特征在于：包括沿煤气气流方向通过煤气管道依次连接的净化器、煤气加压机、第一级冷却分离机构、第二级冷却分离机构、第三级冷却分离机构及第四级冷却分离机构，各所述冷却分离机构均包括沿气流方向依次设置的换热器和气液分离器，第三级气液分离器的液体出口连接有第五级换热器，所述第五级换热器的换热介质出口管与第四级气液分离器的液体出口管汇合形成液化天然气提取管；各换热器均连接有冷却介质供应机构；
该制取液化天然气的系统配置有氮气供应系统，所述氮气供应系统包括沿氮气气流方向依次连接的压缩机、冷却器及膨胀机，所述压缩机连接氮气源；第四级换热器及所述第五级换热器的冷却介质入口均与所述膨胀机出口连通，所述第四级换热器的冷却介质出口管与所述第五级换热器的冷却介质出口管汇合形成氮气回流管；第三级换热器的冷却介质入口管与所述氮气回流管连通，第二级换热器的冷却介质入口管与第三级换热器的冷却介质出口管连通，第一级换热器的冷却介质入口管与第二级换热器的冷却介质出口管连通；
所述氮气回流管连接至所述压缩机；前三级换热器中，各冷却介质入口管及各冷却介质出口管均连接至所述氮气回流管，各冷却介质入口管均连接有供氮支管，各所述供氮支管均与所述膨胀机出口连通，各冷却介质入口管及各供氮支管上均设有流量调节阀，各换热器的冷却介质入口管与冷却介质出口管之间的氮气回流管上均设有流量调节阀。
4.根据权利要求3所述的焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统，其特征在于：第四级气液分离器的气体出口管依次穿过第三级换热器、第二级换热器及第一级换热器。
5.根据权利要求3所述的焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的系统，其特征在于：前三级冷却分离机构中，各换热器与邻接于其后的气液分离器之间的煤气管道上均设有截止阀且于截止阀之前连接有尾气支管，各所述尾气支管上及各换热器的冷却介质出口管上均设有截止阀。
CN201510830034.8A 2015-11-25 2015-11-25 焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统 Active CN105352266B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510830034.8A CN105352266B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510830034.8A CN105352266B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105352266A CN105352266A (zh) 2016-02-24
CN105352266B true CN105352266B (zh) 2018-03-27

Family

ID=55328283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510830034.8A Active CN105352266B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105352266B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180328654A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-15 Linde Aktiengesellschaft Methods for recovering alkenes and nitrogen from process gas streams
CN112386932B (zh) * 2020-11-14 2023-08-08 高云芝 一种多级升温液体净化的工艺
CN115371359B (zh) * 2022-08-25 2023-06-16 北京航天试验技术研究所 一种应用于火星表面的Sabatier装置反应气分离液化系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3339371A (en) * 1963-09-09 1967-09-05 Hitachi Ltd Method of cryogenically separating coke-oven gas
CN101280235A (zh) * 2008-05-21 2008-10-08 太原理工天成科技股份有限公司 一种以焦炉煤气为原料生产液化天然气的方法
CN201251346Y (zh) * 2007-12-17 2009-06-03 中国科学院理化技术研究所 焦炉煤气制取液化天然气的分离设备
CN102517108A (zh) * 2011-12-15 2012-06-27 西南化工研究设计院 一种利用焦炉气制液化天然气联产液氨的工艺
CN104154706A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 赛鼎工程有限公司 一种焦炉煤气制备液化天然气的工艺

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5782101A (en) * 1980-11-05 1982-05-22 Nippon Sanso Kk Manufacturing of hydrogen using coke oven gas as raw material
CN100506958C (zh) * 2006-10-19 2009-07-01 杜文广 一种用深度冷冻从焦炉气中生产液化天然气的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3339371A (en) * 1963-09-09 1967-09-05 Hitachi Ltd Method of cryogenically separating coke-oven gas
CN201251346Y (zh) * 2007-12-17 2009-06-03 中国科学院理化技术研究所 焦炉煤气制取液化天然气的分离设备
CN101280235A (zh) * 2008-05-21 2008-10-08 太原理工天成科技股份有限公司 一种以焦炉煤气为原料生产液化天然气的方法
CN102517108A (zh) * 2011-12-15 2012-06-27 西南化工研究设计院 一种利用焦炉气制液化天然气联产液氨的工艺
CN104154706A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 赛鼎工程有限公司 一种焦炉煤气制备液化天然气的工艺

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
焦炉气综合利用技术的最新发展及特点;姚占强 等;《煤炭加工与综合利用》;20090609(第2期);全文 *
焦炉煤气制取液化天然气的现状及展望;汪元博 等;《燃料与化工》;20150417;第46卷(第2期);全文 *
焦炉煤气生产液化天然气的工艺研究;时小兵;《化工管理》;20141212(第32期);第236页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105352266A (zh) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105352266B (zh) 焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统
CN109059419B (zh) 氢气液化预冷工艺
CN110207457B (zh) 一种能制液氮的空分设备及其使用方法
CN205641671U (zh) 合成氨冷冻系统
CN106369935B (zh) 一种利用高压天然气管网压力能的空气分离系统及方法
CN112229143A (zh) 一种通过低温精馏分离空气来生产氧气及氮气的装置及方法
CN208952531U (zh) 一种洁净煤气生产lng联产氮氢气、富co的装置
CN207108722U (zh) 合成氨脱盐水系统
CN109387030A (zh) 一种低浓度煤矿瓦斯液化提浓甲烷制lng的系统及方法
CN110715504B (zh) 一种高压天然气的余压发电液化系统
CN213578367U (zh) 一种通过低温精馏分离空气来生产氧气及氮气的装置
CN105605419B (zh) 空氮站冷能综合回收利用系统及其回收利用方法
CN205482015U (zh) 一种天然气液化系统
CN211595551U (zh) 天然气脱碳系统
CN200951883Y (zh) 合成氨弛放气氨回收装置
CN211595550U (zh) 天然气脱碳系统
CN200940014Y (zh) 合成氨储罐弛放气氨回收装置
CN211261474U (zh) 一种用于空气分离的氮气循环系统
CN211526879U (zh) 一种半连续中压氮气供应的空气分离系统
CN211174246U (zh) 一种多级lng冷能发电和综合利用系统
CN102679687A (zh) 一种带压力氧气的液体空分预处理装置及工艺
CN202836060U (zh) 一种利用igcc燃气轮机压缩空气生产氧气的装置
CN112556312A (zh) 蒸汽驱动空气分离方法及用于该方法的蒸汽t级利用系统
CN213631181U (zh) 一种应用氮气膨胀机制冷的空分装置
CN218973023U (zh) 利用再生气换热器预冷的空分系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant