CN114774170A - 一种焦炉煤气制lng并联产氢气的工艺方法 - Google Patents

一种焦炉煤气制lng并联产氢气的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，包括如下步骤：S1：将焦炉煤气通入湿法脱硫装置内进行脱硫处理，脱硫处理步骤为；S2：脱硫后的焦炉煤气从预处理塔底进入，经过除杂质处理后送入压缩机内进行处理；S3：对经过压缩机处理后的气体进行脱碳；S4：将经过脱碳的气体进行甲烷化处理；S5：将甲烷化后的气体进行吸附处理，吸附后进行液化分离，得到LNG液体与氢气。本发明通过焦炉煤气与脱硫循环液逆流接触，脱硫循环液吸收焦炉煤气中的硫化氢，脱硫后的焦炉煤气与纤维芯接触，纤维芯除去焦炉煤气中的焦油、粉尘、苯和萘，降低焦炉煤气中的杂质含量，使得生产的LNG液体中杂质较少，提高LNG液体的质量。

Description

一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法
技术领域
本发明涉及液化甲烷制备技术领域，尤其涉及一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法。
背景技术
焦炉煤气是焦炭生产过程中煤干馏出来的气体，这样的气体组分是生产合成氨、甲醇和液化甲烷(LNG)的理想原料。采用焦炉煤气制合成氨、生产液化甲烷(LNG),是焦炉煤气综合利用深加工开发的先进技术之一，现有技术中在通过焦炉煤气对液化甲烷进行生产时，生产的液化甲烷中杂质较多，从而影响液化甲烷的燃烧效果。
发明内容
本发明提出了一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，以解决上述背景技术中提出的液化甲烷中杂质较多的问题。
本发明提出了一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，包括如下步骤：
S1：将焦炉煤气通入湿法脱硫装置内进行脱硫处理，脱硫处理步骤为：
(1)焦炉煤气先进入静电除焦脱除焦油和粉尘，再进入罗茨鼓风机内，罗茨鼓风机加压至0.03-0.035MPa后再进入冷却塔降温，从脱硫塔下部进入，与塔顶喷洒下来的脱硫循环液逆流接触；
(2)脱硫后的煤气从脱硫塔顶部出来，从洗涤超滤塔下部进入，与塔中部航空雾化器的洗涤液逆流接触和塔顶特种纤维芯过滤，送焦炉煤气预处理塔；
S2：脱硫后的焦炉煤气从预处理塔底进入，经过除杂质处理后送入压缩机内进行处理；
S3：对经过压缩机处理后的气体进行脱碳；
S4：将经过脱碳的气体进行甲烷化处理；
S5：将甲烷化后的气体进行吸附处理，吸附后进行液化分离，得到LNG液体与氢气。
优选的，所述S1中吸收了硫化氢的脱硫液由脱硫塔下部经液封管道进入富液槽，再经富液泵打入再生槽顶部，同时由自喷嘴吸入空气，使脱硫富液氧化再生，再生后的脱硫贫液经液位调节器送入贫液槽，由贫液泵打入脱硫塔顶部喷洒与焦炉煤气逆流接触，再脱除硫化氢，溶液循环使用。
优选的，所述S2中所述除杂处理为预处理塔用蒸汽加热至105℃后逆着吸附方向吹扫吸附床层，脱附完毕后停止加热，用富氮气和合成驰放气逆着吸附方向吹扫吸附床层，使之冷却至常温分离后，吹冷气去燃烧。
优选的，所述S2中压缩机处理为焦炉煤气经过一级进口分离器进入各压缩机组一级入口缓冲器进入压缩机，经一、二、三、四级压缩后压力升至2.5Mpa，送入在催化剂的作用下与氢气反应生成H2S，在经精脱硫剂将H2S脱除，来自焦炉煤气压缩机四段的两股焦炉煤气混合后，加入过热蒸汽后送往变换装置，变换采用中温变换炉-第一低温变换炉-第二低温变换炉，再加入过热蒸汽后温度300℃，进入中温变换炉，进行变换反应，出中变炉的高温反应气首先与再生气换热器换热降温，进入第二换热器换热降温，然后进入余热回收器，温度进一步降低后经淬冷器喷水增湿，再进低压余热回收器，温度降至200℃进入第一低温变换炉，出口气经低变废锅给水预热器，温度降至200℃，进入第二低温变换炉，从出口气排放。
优选的，所述S3中脱碳处理步骤为：先经低变气再沸器降温至125℃，再经低变气分离器分离掉冷凝液后，低变气去锅炉给水预热器、除氧水预热器、低变气一二级冷却器、低变气气水分离器后进入二氧化碳吸收塔的底部，与塔顶来的MDEA溶液逆流接触进行传质，低变气中的二氧化碳气体被MDEA溶液吸收，从二氧化碳吸收塔顶出来并夹带了少量二氧化碳气体，在净化气水冷器中冷却至40℃，再经净化气分离器分离掉冷凝液后得到净化气。
优选的，所述S4中气体进入第一换热器温度升至240℃，然后进入第二换热器预热温度升至340℃，进入第三换热器温度升至400℃，进入第一甲烷化炉，进入第三换热器换热后进入余热回收器，温度降至300℃后，进入第二甲烷化炉，再进入甲一换热器换热后，经甲烷化冷却器冷却常温。
优选的，所述S5中吸附处理工艺：甲烷化的净化气通过干燥塔进行干燥，干燥塔通过吸附剂将气体中的水分和二氧化碳吸附下来，干燥后的净化气通入纯化塔进行纯化。
优选的，所述S5中液化分离步骤：
(1)流经换热器的净化气经冷却、液化和冷却到-162℃后经甲烷预分离器分离气相和液相，经分离的气相再次进入换热器与其他返流低温介质换热至-178℃；
(2)经甲烷分离器分离后，气相进入液氮洗塔，液氮洗塔洗涤液采用经主换热器冷却后的中压液氮，经过洗涤塔后，塔顶得到含量满足氨合成要求的富氢气；
(3)塔底的液相以及甲烷分离器分离的液相经换热器冷量回收后进入到脱甲烷塔，在脱甲烷塔底得到富甲烷液体经换热器过冷到-162℃，经节流阀节流降到0.4MPa后进入LNG储罐储存。
本发明提出的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，有益效果在于：
通过焦炉煤气与脱硫循环液逆流接触，脱硫循环液吸收焦炉煤气中的硫化氢，脱硫后的焦炉煤气与纤维芯接触，纤维芯除去焦炉煤气中的焦油、粉尘、苯和萘，降低焦炉煤气中的杂质含量，使得生产的LNG液体中杂质较少，提高LNG液体的质量。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，包括如下步骤：
S1：将焦炉煤气通入湿法脱硫装置内进行脱硫处理，脱硫处理步骤为：
(1)焦炉煤气先进入静电除焦脱除焦油和粉尘，再进入罗茨鼓风机内，罗茨鼓风机加压至0.03MPaMPa后再进入冷却塔降温，从脱硫塔下部进入，与塔顶喷洒下来的脱硫循环液逆流接触，吸收焦炉煤气中的硫化氢，降低焦炉煤气中的杂质含量，提高焦炉煤气的质量；
(2)脱硫后的煤气从脱硫塔顶部出来，从洗涤超滤塔下部进入，与塔中部航空雾化器的洗涤液逆流接触和塔顶特种纤维芯过滤，除去焦炉煤气中的焦油、粉尘、苯、萘后，送焦炉煤气预处理塔；
S2：脱硫后的焦炉煤气从预处理塔底进入，经过除杂质处理后送入压缩机内进行处理，压缩机对气体进行压缩处理，同时对有机硫进行转化；
S3：对经过压缩机处理后的气体进行脱碳；
S4：将经过脱碳的气体进行甲烷化处理，对气体进行优化；
S5：将甲烷化后的气体进行吸附处理，吸附后进行液化分离，得到LNG液体与氢气。
S1中吸收了硫化氢的脱硫液由脱硫塔下部经液封管道进入富液槽，再经富液泵打入再生槽顶部，同时由自喷嘴吸入空气，使脱硫富液氧化再生，再生后的脱硫贫液经液位调节器送入贫液槽，由贫液泵打入脱硫塔顶部喷洒与焦炉煤气逆流接触，再脱除硫化氢，溶液循环使用。
S2中所述除杂处理为预处理塔用蒸汽加热至105℃后逆着吸附方向吹扫吸附床层，脱附完毕后停止加热，用富氮气和合成驰放气逆着吸附方向吹扫吸附床层，降低气体的温度，使之冷却至常温分离后，吹冷气去燃烧。
S2中压缩机处理为焦炉煤气经过一级进口分离器进入各压缩机组一级入口缓冲器进入压缩机，经一、二、三、四级压缩后压力升至2.5Mpa，送入在催化剂的作用下与氢气反应生成H2S，在经精脱硫剂将H2S脱除，来自焦炉煤气压缩机四段的两股焦炉煤气混合后，加入过热蒸汽后送往变换装置，变换采用中温变换炉-第一低温变换炉-第二低温变换炉，再加入过热蒸汽后温度300℃，进入中温变换炉，进行变换反应，出中变炉的高温反应气首先与再生气换热器换热降温，进入第二换热器换热降温，然后进入余热回收器，对热量进行回收利用，温度进一步降低后经淬冷器喷水增湿，再进低压余热回收器，对热量进行回收，温度降至200℃进入第一低温变换炉，出口气经低变废锅给水预热器，温度降至200℃，进入第二低温变换炉，从出口气排放。
S3中脱碳处理步骤为：先经低变气再沸器降温至125℃，再经低变气分离器分离掉冷凝液后，低变气去锅炉给水预热器、除氧水预热器、低变气一二级冷却器、低变气气水分离器后进入二氧化碳吸收塔的底部，与塔顶来的MDEA溶液逆流接触进行传质，低变气中的二氧化碳气体被MDEA溶液吸收，从二氧化碳吸收塔顶出来并夹带了少量二氧化碳气体，在净化气水冷器中冷却至40℃，再经净化气分离器分离掉冷凝液后得到净化气，降低二氧化碳气体的含量。
S4中，气体进入第一换热器温度升至240℃，然后进入第二换热器预热温度升至340℃，进入第三换热器温度升至400℃，进入第一甲烷化炉，进入第三换热器换热后进入余热回收器，温度降至300℃后，进入第二甲烷化炉，再进入甲一换热器换热后，经甲烷化冷却器冷却常温。
S5中吸附处理工艺：甲烷化的净化气通过干燥塔进行干燥，干燥塔通过吸附剂将气体中的水分和二氧化碳吸附下来，降低净化气中水与二氧化碳吸的含量，干燥后的净化气通入纯化塔进行纯化，脱除气体中残余的二氧化碳和高沸点重烃。
S5中液化分离步骤：
(1)流经换热器的净化气经冷却、液化和冷却到-162℃后经甲烷预分离器分离气相和液相，经分离的气相再次进入换热器与其他返流低温介质换热至-178℃；
(2)经甲烷分离器分离后，气相进入液氮洗塔，液氮洗塔洗涤液采用经主换热器冷却后的中压液氮，经过洗涤塔后，塔顶得到含量满足氨合成要求的富氢气；
(3)塔底的液相以及甲烷分离器分离的液相经换热器冷量回收后进入到脱甲烷塔，在脱甲烷塔底得到富甲烷液体经换热器过冷到-162℃，经节流阀节流降到0.4MPa后进入LNG储罐储存。
实施例2
本发明提出了一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，包括如下步骤：
S1：将焦炉煤气通入湿法脱硫装置内进行脱硫处理，脱硫处理步骤为：
(1)焦炉煤气先进入静电除焦脱除焦油和粉尘，再进入罗茨鼓风机内，罗茨鼓风机加压至0.035MPaMPa后再进入冷却塔降温，从脱硫塔下部进入，与塔顶喷洒下来的脱硫循环液逆流接触，吸收焦炉煤气中的硫化氢，降低焦炉煤气中的杂质含量，提高焦炉煤气的质量；
(2)脱硫后的煤气从脱硫塔顶部出来，从洗涤超滤塔下部进入，与塔中部航空雾化器的洗涤液逆流接触和塔顶特种纤维芯过滤，除去焦炉煤气中的焦油、粉尘、苯、萘后，送焦炉煤气预处理塔；
S2：脱硫后的焦炉煤气从预处理塔底进入，经过除杂质处理后送入压缩机内进行处理，压缩机对气体进行压缩处理，同时对有机硫进行转化；
S3：对经过压缩机处理后的气体进行脱碳；
S4：将经过脱碳的气体进行甲烷化处理，对气体进行优化；
S5：将甲烷化后的气体进行吸附处理，吸附后进行液化分离，得到LNG液体与氢气。
S1中吸收了硫化氢的脱硫液由脱硫塔下部经液封管道进入富液槽，再经富液泵打入再生槽顶部，同时由自喷嘴吸入空气，使脱硫富液氧化再生，再生后的脱硫贫液经液位调节器送入贫液槽，由贫液泵打入脱硫塔顶部喷洒与焦炉煤气逆流接触，再脱除硫化氢，溶液循环使用。
S2中所述除杂处理为预处理塔用蒸汽加热至105℃后逆着吸附方向吹扫吸附床层，脱附完毕后停止加热，用富氮气和合成驰放气逆着吸附方向吹扫吸附床层，降低气体的温度，使之冷却至常温分离后，吹冷气去燃烧。
S2中压缩机处理为焦炉煤气经过一级进口分离器进入各压缩机组一级入口缓冲器进入压缩机，经一、二、三、四级压缩后压力升至2.5Mpa，送入在催化剂的作用下与氢气反应生成H2S，在经精脱硫剂将H2S脱除，来自焦炉煤气压缩机四段的两股焦炉煤气混合后，加入过热蒸汽后送往变换装置，变换采用中温变换炉-第一低温变换炉-第二低温变换炉，再加入过热蒸汽后温度300℃，进入中温变换炉，进行变换反应，出中变炉的高温反应气首先与再生气换热器换热降温，进入第二换热器换热降温，然后进入余热回收器，对热量进行回收利用，温度进一步降低后经淬冷器喷水增湿，再进低压余热回收器，对热量进行回收，温度降至200℃进入第一低温变换炉，出口气经低变废锅给水预热器，温度降至200℃，进入第二低温变换炉，从出口气排放。
S3中脱碳处理步骤为：先经低变气再沸器降温至125℃，再经低变气分离器分离掉冷凝液后，低变气去锅炉给水预热器、除氧水预热器、低变气一二级冷却器、低变气气水分离器后进入二氧化碳吸收塔的底部，与塔顶来的MDEA溶液逆流接触进行传质，低变气中的二氧化碳气体被MDEA溶液吸收，从二氧化碳吸收塔顶出来并夹带了少量二氧化碳气体，在净化气水冷器中冷却至40℃，再经净化气分离器分离掉冷凝液后得到净化气，降低二氧化碳气体的含量。
S4中，气体进入第一换热器温度升至240℃，然后进入第二换热器预热温度升至340℃，进入第三换热器温度升至400℃，进入第一甲烷化炉，进入第三换热器换热后进入余热回收器，温度降至300℃后，进入第二甲烷化炉，再进入甲一换热器换热后，经甲烷化冷却器冷却常温。
S5中吸附处理工艺：甲烷化的净化气通过干燥塔进行干燥，干燥塔通过吸附剂将气体中的水分和二氧化碳吸附下来，降低净化气中水与二氧化碳吸的含量，干燥后的净化气通入纯化塔进行纯化，脱除气体中残余的二氧化碳和高沸点重烃。
S5中液化分离步骤：
(1)流经换热器的净化气经冷却、液化和冷却到-162℃后经甲烷预分离器分离气相和液相，经分离的气相再次进入换热器与其他返流低温介质换热至-178℃；
(2)经甲烷分离器分离后，气相进入液氮洗塔，液氮洗塔洗涤液采用经主换热器冷却后的中压液氮，经过洗涤塔后，塔顶得到含量满足氨合成要求的富氢气；
(3)塔底的液相以及甲烷分离器分离的液相经换热器冷量回收后进入到脱甲烷塔，在脱甲烷塔底得到富甲烷液体经换热器过冷到-162℃，经节流阀节流降到0.4MPa后进入LNG储罐储存。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将焦炉煤气通入湿法脱硫装置内进行脱硫处理，脱硫处理步骤为：
(1)焦炉煤气先进入静电除焦脱除焦油和粉尘，再进入罗茨鼓风机内，罗茨鼓风机加压至0.03-0.035MPa后再进入冷却塔降温，从脱硫塔下部进入，与塔顶喷洒下来的脱硫循环液逆流接触；
(2)脱硫后的煤气从脱硫塔顶部出来，从洗涤超滤塔下部进入，与塔中部航空雾化器的洗涤液逆流接触和塔顶特种纤维芯过滤，送焦炉煤气预处理塔；
S2：脱硫后的焦炉煤气从预处理塔底进入，经过除杂质处理后送入压缩机内进行处理；
S3：对经过压缩机处理后的气体进行脱碳；
S4：将经过脱碳的气体进行甲烷化处理；
S5：将甲烷化后的气体进行吸附处理，吸附后进行液化分离，得到LNG液体与氢气。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，所述S1中吸收了硫化氢的脱硫液由脱硫塔下部经液封管道进入富液槽，再经富液泵打入再生槽顶部，同时由自喷嘴吸入空气，使脱硫富液氧化再生，再生后的脱硫贫液经液位调节器送入贫液槽，由贫液泵打入脱硫塔顶部喷洒与焦炉煤气逆流接触，再脱除硫化氢，溶液循环使用。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，所述S2中所述除杂处理为预处理塔用蒸汽加热至105℃后逆着吸附方向吹扫吸附床层，脱附完毕后停止加热，用富氮气和合成驰放气逆着吸附方向吹扫吸附床层，使之冷却至常温分离后，吹冷气去燃烧。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，所述S2中压缩机处理为焦炉煤气经过一级进口分离器进入各压缩机组一级入口缓冲器进入压缩机，经一、二、三、四级压缩后压力升至2.5Mpa，送入在催化剂的作用下与氢气反应生成H2S，在经精脱硫剂将H2S脱除，来自焦炉煤气压缩机四段的两股焦炉煤气混合后，加入过热蒸汽后送往变换装置，变换采用中温变换炉-第一低温变换炉-第二低温变换炉，再加入过热蒸汽后温度300℃，进入中温变换炉，进行变换反应，出中变炉的高温反应气首先与再生气换热器换热降温，进入第二换热器换热降温，然后进入余热回收器，温度进一步降低后经淬冷器喷水增湿，再进低压余热回收器，温度降至200℃进入第一低温变换炉，出口气经低变废锅给水预热器，温度降至200℃，进入第二低温变换炉，从出口气排放。
5.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，所述S3中脱碳处理步骤为：先经低变气再沸器降温至125℃，再经低变气分离器分离掉冷凝液后，低变气去锅炉给水预热器、除氧水预热器、低变气一二级冷却器、低变气气水分离器后进入二氧化碳吸收塔的底部，与塔顶来的MDEA溶液逆流接触进行传质，低变气中的二氧化碳气体被MDEA溶液吸收，从二氧化碳吸收塔顶出来并夹带了少量二氧化碳气体，在净化气水冷器中冷却至40℃，再经净化气分离器分离掉冷凝液后得到净化气。
6.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，所述S4中气体进入第一换热器温度升至240℃，然后进入第二换热器预热温度升至340℃，进入第三换热器温度升至400℃，进入第一甲烷化炉，进入第三换热器换热后进入余热回收器，温度降至300℃后，进入第二甲烷化炉，再进入甲一换热器换热后，经甲烷化冷却器冷却常温。
7.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，所述S5中吸附处理工艺：甲烷化的净化气通过干燥塔进行干燥，干燥塔通过吸附剂将气体中的水分和二氧化碳吸附下来，干燥后的净化气通入纯化塔进行纯化。
8.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，其特征在于，所述S5中液化分离步骤：
(1)流经换热器的净化气经冷却、液化和冷却到-162℃后经甲烷预分离器分离气相和液相，经分离的气相再次进入换热器与其他返流低温介质换热至-178℃；
(2)经甲烷分离器分离后，气相进入液氮洗塔，液氮洗塔洗涤液采用经主换热器冷却后的中压液氮，经过洗涤塔后，塔顶得到含量满足氨合成要求的富氢气；
(3)塔底的液相以及甲烷分离器分离的液相经换热器冷量回收后进入到脱甲烷塔，在脱甲烷塔底得到富甲烷液体经换热器过冷到-162℃，经节流阀节流降到0.4MPa后进入LNG储罐储存。
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CN108179046A (zh) * 2018-01-17 2018-06-19 四川杰瑞恒日天然气工程有限公司 一种焦炉煤气制取氢气和lng的方法
CN212669625U (zh) * 2020-04-29 2021-03-09 西安陕鼓动力股份有限公司 一种焦炉煤气综合利用系统
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CN112961712A (zh) * 2021-02-08 2021-06-15 赛鼎工程有限公司 焦炉煤气深度净化制lng联产氢气的系统及方法

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