CN110684571A - 一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，它是将脱氢塔和精馏塔中从塔顶分离排出的氮气和氢气尾气分成两路；其中一路连通火炬放空管线，另一路接入至焦炉煤气的供气气源管路中，并在两路管线上安装取样管线；对取样管线上的气体进行取样；对取样气体进行成分分析；根据两路管线上气体分析结果对工艺改造管线上的控制阀门进行调节，直至供气气源管路中焦炉煤气的气体成分波动保持在正常合理的范围。本发明不仅实现了对生产系统中的气体成分进行了有效的调节，保证了系统生产的稳定性，同时也实现了焦炉煤气生产液化天然气的尾气的合理回收利用，增加了产量，节约了生产成本。

Description

一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法
技术领域
本发明涉及液化天然气制备技术领域，具体涉及一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法。
背景技术
焦炉煤气又称焦炉气，由于可燃成分多，属于高热值煤气，粗煤气或荒煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，焦炉煤气是生产液化天然气的主要原料气，在生产液化天然气的过程中，通过催化化学反应，将其中的氢气和二氧化碳反应生产甲烷，再经冷却装置进行冷凝，制备液化天然气，LNG装置的深冷液化分离系统采用混合冷剂制冷、双塔精馏工艺。甲烷化后气体经脱水干燥后，首先经过氟利昂预冷却，然后进入冷箱内的各段换热器，被返流的低温介质冷却，气体被冷却至一定温度后变为气液两项混合物进入精馏塔的中部，在精馏塔中气体被精馏，分离出氢氮气由塔顶排出，在塔底获得液态甲烷，经过冷器过冷并减压后送到常压LNG贮罐中储存，由塔顶排出的H2-N2混合尾气排至火炬进行燃烧排空，这个排空无疑造成能源的浪费，同时在焦炉煤气生产液化天然气的过程中，由于焦炉煤气的气体成分波动较大，也不能实现生产工艺的稳定生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，提高原料气的利用率，增加产量，降低生产成本，同时，缓冲焦炉煤气气体成分波动造成的甲烷气产品质量的波动，起到稳定生产的作用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，包括以下步骤：
S1：将焦炉煤气生产液化天然气过程中，脱氢塔和精馏塔中从塔顶分离排出的氮气和氢气尾气分成两路；其中一路连通火炬放空管线，并安设控制阀门V1；另一路接入至焦炉煤气的供气气源管路中，并在其管线上依次串联安装控制阀门V2、PV-0606、V3；
S2：在焦炉煤气气源管路上安装取样管线A1，在脱氢塔和精馏塔中的排放尾气管路上安装取样管线A2，并在A1和A2上均安设控制阀门；
S3：通过步骤S2中设置的取样管线A1和A2，分别对焦炉煤气气体以及脱氢塔和精馏塔中的排放尾气进行取样；
S4：对步骤S3中取样管线A1中的取样气体进行成分体积百分比分析，分析结果用R值表示；同时对取样管线A2中排放尾气中的氮气体积百分比进行计算，用M值表示；
S5：根据步骤S4中所计算出的M值的大小判定尾气是否达到被回收利用条件，如果达到被回收利用条件，再根据步骤S4中所计算出的R值的大小，调节控制阀门V1、V2、V3和PV-0606的开关；
S6：重复步骤S3～S5，直至R值处于正常的范围值内，也就是说保持R值大于4.0。
进一步：上述步骤S4中R值的计算方法为：
R＝(H2－CO2)/(CO+CO2)；
式中：H2为氢气含量的体积百分比，CO2为二氧化碳含量的体积百分比，CO为一氧化碳的体积百分比。
进一步：所述S6中R值的正常范围值为：R值大于4.0。
进一步地，所述步骤S5中尾气达到被回收利用条件是M值大于15-18％。
进一步：所述步骤S5中控制阀门V1、V2、V3和PV-0606的开关具体调节方法为：当R值大于4.0，说明焦炉煤气成分符合要求，暂时不需要回收尾气，此时关闭V2、V3和PV-0606；当R值≤4.0，说明焦炉煤气成分不符合要求，此时关闭或调小V1，打开或调大V2、V3和PV-0606，对尾气进行利用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过将脱氢塔和精馏塔所产生的尾气进行焦炉煤气原料气成分百分比进行有效的缓冲调节，保证了焦炉煤气在生产液化天然气时，其气体百分比含量保持相对的稳定，提升了生产系统中甲烷化产品气质量的稳定性，提升了生产系统的稳定性。
(2)本发明通过将脱氢塔和精馏塔所产生的尾气进行焦炉煤气原料气成分百分比进行有效的缓冲调节的同时，也将尾气中含有的氢气进行了合理的利用，提高了原料气的利用率，增加了液化天然气的产量，降低了其生产成本。
(3)本发明工艺简单，改造费用低，同时不占用额外的生产空间，也未对原生产系统产生不利的影响。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发明工艺流程简图，图中虚线为本发明新增加的工艺路线。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1～2所示：
一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将焦炉煤气生产液化天然气过程中，脱氢塔和精馏塔中从塔顶分离排出的氮气和氢气尾气分成两路；其中一路连通火炬放空管线，并安设控制阀门V1；另一路接入至焦炉煤气的供气气源管路中，并在其管线上依次串联安装控制阀门V2、PV-0606、V3；其中，V2、PV-0606、V3三个阀门中的任一个均可单独控制其管线的开关，V2和V3为手动闸阀，PV-0606为可远程控制的调节阀。
S2：在焦炉煤气气源管路上安装取样管线A1，在脱氢塔和精馏塔中的排放尾气管路上安装取样管线A2，并在A1和A2上均安设控制阀门；
S3：通过步骤S2中设置的取样管线A1和A2，分别对焦炉煤气气体以及脱氢塔和精馏塔中的排放尾气进行取样；
S4：对步骤S3中取样管线A1中的取样气体进行成分体积百分比分析，分析结果用R值表示；同时对取样管线A2中排放尾气中的氮气体积百分比进行计算，用M值表示；
其中R值的计算方法为：
R＝(H2－CO2)/(CO+CO2)；
式中：H2为氢气含量的体积百分比，CO2为二氧化碳含量的体积百分比，CO为一氧化碳的体积百分比。
S5：根据步骤S4中所计算出的M值的大小判定尾气是否达到被回收利用条件，如果达到被回收利用条件，再根据步骤S4中所计算出的R值的大小，调节控制阀门V1、V2、V3和PV-0606的开关；具体调节方法是：当R值大于4.0，说明焦炉煤气成分符合要求，暂时不需要回收尾气，此时关闭V2、V3和PV-0606，尾气按照原有的排空方式排至火炬进行燃烧排空；当R值≤4.0，说明焦炉煤气成分不符合要求，此时调小或者关闭V1，打开或者调大V2、V3和PV-0606，对尾气进行利用。所述的控制阀门PV-0606可以远程控制，实现系统的及时调控，V2和V3作为手动辅助调节。
S6：重复步骤S3～S5，直至R值保持正常的范围值内。
本发明将排放尾气中氮气所占的体积百分比作为尾气能否被回收的条件，是因尾气中氮气含量较高不仅热值底，深冷液化不好液化，能耗较大，氮气升高致使氢气升高，进入冷箱后气化量大，不利于液化天然气的冷却液化，增加其液化的能量，因此需要保持合理的氮气浓度。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将焦炉煤气生产液化天然气过程中，脱氢塔和精馏塔中从塔顶分离排出的氮气和氢气尾气分成两路；其中一路连通火炬放空管线，并安设控制阀门V1；另一路接入至焦炉煤气的供气气源管路中，并在其管线上依次串联安装控制阀门V2、PV-0606、V3；
S2：在焦炉煤气气源管路上安装取样管线A1，在脱氢塔和精馏塔中的排放尾气管路上安装取样管线A2，并在A1和A2上均安设控制阀门；
S3：通过步骤S2中设置的取样管线A1和A2，分别对焦炉煤气气体以及脱氢塔和精馏塔中的排放尾气进行取样；
S4：对步骤S3中取样管线A1中的取样气体进行成分体积百分比分析，分析结果用R值表示；同时对取样管线A2中排放尾气中的氮气体积百分比进行计算，用M值表示；
S5：根据步骤S4中所计算出的M值的大小判定尾气是否达到被回收利用条件，如果达到被回收利用条件，再根据步骤S4中所计算出的R值的大小，调节控制阀门V1、V2、V3和PV-0606的开关；
S6：重复步骤S3～S5，直至R值处于正常的范围值内，也就是说保持R值大于4.0。
2.如权利要求1所述的焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，其特征在于，步骤S4中R值的计算方法为：
R＝(H2－CO2)/(CO+CO2)；
式中：H2为氢气含量的体积百分比，CO2为二氧化碳含量的体积百分比，CO为一氧化碳的体积百分比。
3.如权利要求1所述的焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，其特征在于，所述S6中R值的正常范围值为：R值大于4.0。
4.如权利要求1所述的焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，其特征在于：所述步骤S5中尾气达到被回收利用条件是：M值大于15-18％。
5.如权利要求1所述的焦炉煤气生产液化天然气的尾气回收利用方法，其特征在于，所述步骤S5中控制阀门V1、V2、V3和PV-0606的开关具体调节方法为：当R值大于4.0，说明焦炉煤气成分符合要求，暂时不需要回收尾气，此时关闭V2、V3和PV-0606；当R值≤4.0，说明焦炉煤气成分不符合要求，此时关闭或调小V1，打开或调大V2、V3和PV-0606，对尾气进行利用。
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