專利名稱：一種焦爐煤氣凈化液化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦爐煤氣凈化及液化領(lǐng)域。
技術(shù)背景
液化天然氣(LNG)傳統(tǒng)制造方法是由氣田中自然開采出來的天然氣經(jīng)凈化和液 化后生產(chǎn)液化天然氣，目前國內(nèi)需求旺盛，缺口很大，但國家發(fā)改委發(fā)改能源[2007]2155 號文件《天然氣利用政策》第六條第(七)小條規(guī)定禁止以大、中型氣田所產(chǎn)天然氣為原 料建設(shè)LNG項目。因此以焦爐煤氣為原料生產(chǎn)液化天然氣成為LNG項目的首選。
現(xiàn)有焦爐煤氣生產(chǎn)液化天然氣(LNG)的工藝步驟如圖1所示由焦爐來的粗煤氣 經(jīng)過初步凈化后得到凈煤氣，其中一半凈煤氣返回焦爐作為加熱燃料，另一半經(jīng)過預(yù)處理、 壓縮、深度脫硫、甲烷化、深度凈化后進行低溫分離，冷凝下來的甲烷成份作為液化天然氣 (LNG)產(chǎn)品，不凝性可燃氣體去制氫工段生產(chǎn)氫氣產(chǎn)品和解吸氣。
其中煤氣的初步凈化包括以下工序氣液分離、煤氣初冷、電捕焦油、鼓風(fēng)機、脫 硫、脫氨、煤氣終冷、脫苯萘；
預(yù)處理工段脫除煤氣中微量的焦油、萘、苯、NHjPHCN等雜質(zhì)，脫除的焦油、萘、苯、 NH3和HCN雜質(zhì)混合在廢水中排入污水凈化處理系統(tǒng)；
煤氣的深度脫硫包括以下工序煤氣水解、精脫硫；
甲烷化工段將煤氣加熱到200 600°C，使煤氣中大部分CO、CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。
煤氣的深度凈化包括以下工序脫二氧化碳、脫水；
以上工藝缺點如下
1)45 55%的凈煤氣返回焦爐進行燃燒，其中的甲烷成分被浪費掉；
2)低溫分離出來的不凝性可燃氣體經(jīng)過制氫工藝后得到的解吸氣無處排放，只能 送火炬燃燒，浪費能源；
3)預(yù)處理工段排出的含有焦油、萘、苯、NH3*HCN等雜質(zhì)的廢水污染環(huán)境；
4)為了提高產(chǎn)量，需要設(shè)置甲烷化工段，提高了投資和生產(chǎn)成本；
5)煤氣的甲烷化在高溫狀態(tài)下運行，而低溫分離又需要低溫狀態(tài)，因此能耗非常 大。
6)煤氣的甲烷化反應(yīng)對煤氣中雜質(zhì)含量要求非?？量?，因此造成投資和運行成本非常高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種焦爐煤氣凈化液化工藝，該工藝利用焦爐煤氣液化后的 不凝性可燃氣體加熱焦爐，實現(xiàn)了資源合理利用，并解決了現(xiàn)有焦爐煤氣液化技術(shù)中的雜 質(zhì)排放及燃燒解吸氣導(dǎo)致的環(huán)境污染問題；本發(fā)明省略了甲烷化工序，大大降低了投資和 運行成本。
焦爐煤氣是煤炭干餾成焦炭過程中的副產(chǎn)物，凈煤氣主要成分為 54 59% ；CH4 24 28% ;C0 :5 7% ；CnHm :2 3% ；CO2 1 3% ;N2 :3 5% ；仏0. 3-0. 7%。其 中甲烷的燃燒熱量約占焦爐煤氣的50%，而焦爐生產(chǎn)需要全部焦爐煤氣燃燒熱量的50% 左右，因此可以將焦爐煤氣中的甲烷成分液化分離得到液化天然氣(LNG)產(chǎn)品，液化分離 后的不凝性可燃氣體送回焦爐作為燃料氣使用。
本發(fā)明采用焦爐產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)過如下步驟生產(chǎn)液化天然氣(LNG)，如圖2所示 焦爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過初步凈化、壓縮、深度凈化后進行低溫分離，冷凝下來的甲烷成份作為 液化天然氣(LNG)產(chǎn)品，不凝性可燃氣體返回焦爐作為焦爐加熱用燃氣。
焦爐煤氣的初步凈化包括以下步驟
1)氣液分離由焦爐來的粗煤氣經(jīng)過氣液分離器后，氣體進入初冷器，含有氨水、 焦油、萘等副產(chǎn)品的液體被排出；
2)煤氣初冷由氣液分離器來的75 95°C煤氣在初冷器中被冷卻到5 50°C， 并排出冷凝氨水、焦油、萘等副產(chǎn)品；
3)電捕焦油煤氣進入電捕焦油器，在電捕焦油器中分離出輕質(zhì)焦油、萘等副產(chǎn)品 ；
4)脫苯萘煤氣進入脫苯塔，用洗油脫出煤氣中的苯及萘，洗油經(jīng)過蒸餾再生后 循環(huán)使用，并得到粗苯產(chǎn)品；
5)脫氨煤氣進入脫氨工段，脫出煤氣中的氨；
6)脫硫煤氣進入脫硫工段，將煤氣中的硫化氫降到25PRI1以下；
焦爐煤氣的壓縮包括以下步驟
1)將初步凈化的焦爐煤氣加壓到0. 2 lOMPa，此過程可分步完成；
2)將加壓升溫的煤氣冷卻降溫，此過程可根據(jù)加壓等級分步完成。
焦爐煤氣的深度凈化包括以下步驟
1)脫二氧化碳用物理吸附或化學(xué)吸收方法脫出煤氣中的二氧化碳；
2)脫水將煤氣冷卻到5 35°C分離出冷凝水，最后用濃硫酸干燥煤氣；
焦爐煤氣的低溫分離包括以下步驟
1)換熱焦爐煤氣與低溫分離器出來的不凝性氣體進行換熱；
2)降溫分離將煤氣溫度降溫到-95 _168°C使甲烷液化，分離出LNG產(chǎn)品，可以 采用高壓煤氣減壓吸熱方式制冷或采用冷凍機制冷；
3)排氣由低溫分離工段出來的不凝性可燃氣體返回焦爐，在返回焦爐前可以與 電捕焦油器前煤氣進行間接換熱；
所述的焦爐煤氣初步凈化工段可以設(shè)置煤氣終冷裝置及煤氣預(yù)冷裝置，煤氣進入 終冷塔或預(yù)冷塔，將煤氣冷卻到5 35°C，并排除萘等雜質(zhì)。
所述的焦爐煤氣初步凈化工段可以設(shè)置鼓風(fēng)機，將煤氣加壓到10 50kPa ；
所述的焦爐煤氣深度凈化工段可以設(shè)置有機硫分解裝置，使煤氣中的有機硫生成 硫化氫；
所述的焦爐煤氣深度凈化工段可以設(shè)置終脫硫裝置，將煤氣中的硫化氫降到 15PPm以下；
所述的焦爐煤氣初步凈化尾部可以設(shè)置吸附凈化裝置。
所述的焦爐煤氣深度凈化尾部可以設(shè)置吸附凈化裝置。
所述的吸附凈化裝置用吸附劑吸收煤氣中微量的焦油、萘、苯、NHjPHCN等雜質(zhì)。
所述的吸附劑飽和后用加熱的不凝性可燃氣體吹掃再生，吹掃后廢氣排入煤氣初 冷前煤氣管道；
所述的吸附劑可以采用活性炭等多微孔固體物質(zhì)；
所述的焦爐能耗較低時，不凝性可燃氣體會有少量剩余，可將剩余燃氣發(fā)電或生 產(chǎn)氫氣，制氫后的解吸氣返回焦爐。
所述的焦爐煤氣初步凈化，在現(xiàn)有焦化廠已得到較廣泛的應(yīng)用，根據(jù)不同工廠條 件，焦爐煤氣的初步凈化主要有以下3種工藝流程，其中鼓風(fēng)機可設(shè)置在煤氣初冷后的任 何工序前或工序后，焦爐煤氣初步凈化工藝流程如下
1)焦爐煤氣一氣液分離一煤氣初冷一電捕焦油一預(yù)冷塔一脫硫一脫氨一終冷塔—脫苯萘一凈煤氣；
2)焦爐煤氣一氣液分離一煤氣初冷一電捕焦油一脫氨一終冷塔一脫苯萘一脫硫 —凈煤氣；
3)焦爐煤氣一氣液分離一煤氣初冷一電捕焦油一脫苯萘一脫氨一脫硫一凈煤氣 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1)焦爐煤氣被合理利用，不能液化的氣體返回焦爐燃燒，其余部分被液化為LNG 產(chǎn)品，在節(jié)能的同時增加了企業(yè)利潤。
2)焦爐煤氣液化前不需甲烷化，因此對煤氣中雜質(zhì)含量要求不高，大幅度降低了 投資和運行成本。
3)低溫分離出來的不凝性可燃氣體作為冷源得到了利用，起到了節(jié)能的作用。
4)使液化天然氣(LNG)產(chǎn)量提高了 50%以上。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中焦爐煤氣凈化液化工藝流程圖2是本發(fā)明焦爐煤氣凈化液化工藝流程圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
詳細敘述本發(fā)明焦爐煤氣凈化液化工藝的實施例。
實施例1
焦爐煤氣經(jīng)氣液分離后得到75 95°C粗煤氣，進入初冷器冷卻到10 45°C，并 排出冷凝氨水、焦油、萘等副產(chǎn)品；初冷后煤氣進入電捕器，在電捕器中分離出輕質(zhì)焦油、萘 等副產(chǎn)品；電捕器后煤氣進入脫苯塔，用洗油脫出煤氣中的苯及萘，洗油經(jīng)過蒸餾再生后循 環(huán)使用；脫苯后煤氣進入鼓風(fēng)機，鼓風(fēng)機將煤氣加壓到10 40kPa ；經(jīng)鼓風(fēng)機加壓后的煤氣 進入脫氨工段，用含硫酸的母液吸收煤氣中的氨，生產(chǎn)硫酸銨；脫氨后煤氣進入脫硫工段， 脫硫工段采用氧化鐵粉懸濁液法脫硫，將煤氣中的硫化氫降到25PRI1以下；脫硫后的煤氣 進入吸附塔，在吸附塔中用活性炭吸附劑吸收煤氣中微量的焦油、萘、苯、NHjn HCN等雜質(zhì)， 吸附劑飽和后用加熱的不凝性可燃氣體吹掃再生，吹掃后廢氣排入初冷器前煤氣管道；吸 附塔后煤氣經(jīng)壓縮機加壓到0. 2 IOMPa進入有機硫分解器，有機硫分解器使煤氣中的有 機硫生成硫化氫；有機硫分解器后煤氣進入終脫硫工段，終脫硫工段采用氧化鐵粉懸濁液法脫硫，將煤氣中的硫化氫降到15PRI1以下；經(jīng)終脫硫的煤氣被冷卻到5 60°C后用氫氧 化鈉溶液吸收煤氣中的CO2,然后用濃硫酸吸收煤氣中的水分，產(chǎn)生的碳酸鈉溶液送焦油工 段，吸收了水分的硫酸送脫氨工段；脫除CO2、水的煤氣與低溫分離器出來的不凝性可燃氣 體換熱后進入低溫分離工段，將煤氣降溫到-95 _168°C，使甲烷液化，分離出LNG產(chǎn)品； 由低溫分離工段出來的不凝性可燃氣體與低溫分離器入口煤氣換熱后大部分返回焦爐燃 燒，在返回焦爐前與電捕焦油器前煤氣進行間接換熱，少部分去制氫工段生產(chǎn)高純度氫氣， 制氫工段出來的解吸氣體返回焦爐。
實施例2
焦爐煤氣經(jīng)氣液分離后得到75 95°C粗煤氣，進入初冷器冷卻到10 45°C， 并排出冷凝氨水、焦油、萘等副產(chǎn)品；初冷后煤氣進入電捕器，在電捕器中分離出輕質(zhì)焦 油、萘等副產(chǎn)品；電捕器后煤氣進入脫苯塔，用洗油脫出煤氣中的苯及萘，洗油經(jīng)過蒸餾 再生后循環(huán)使用；脫苯后煤氣進入脫氨工段，用含硫酸的母液吸收煤氣中的氨，生產(chǎn)硫酸 銨；脫氨后煤氣進入脫硫工段，脫硫工段采用氧化鐵粉懸濁液法脫硫，將煤氣中的硫化氫 降到25PRI1以下；脫硫后煤氣經(jīng)壓縮機加壓到0. 2 IOMPa進入終脫硫工段，終脫硫工段 采用氧化鐵粉懸濁液法脫硫，將煤氣中的硫化氫降到15PRI1以下；經(jīng)終脫硫的煤氣被冷卻 到5 60°C后用氫氧化鈉溶液吸收煤氣中的CO2，然后用濃硫酸吸收煤氣中的水分；脫除 CO2、水的煤氣與低溫分離器出來的不凝性可燃氣體換熱后進入低溫分離工段，將煤氣降溫 到-95 -168°C，使甲烷液化，分離出LNG產(chǎn)品；由低溫分離工段出來的不凝性可燃氣體與 低溫分離器入口煤氣換熱后大部分返回焦爐燃燒，在返回焦爐前與電捕器前煤氣進行間接 換熱，少部分去加熱鍋爐。
實施例3
由于焦爐煤氣初步凈化方式較多，這里不一一列舉，僅敘述主要步驟如下。
一種焦爐煤氣凈化液化工藝，其工藝流程如下由焦爐來的粗煤氣經(jīng)初步凈化一 壓縮機一深度凈化一低溫分離一LNG產(chǎn)品，剩余的不凝性可燃氣體與低溫分離器入口煤氣 換熱后大部分返回焦爐燃燒，返回焦爐前與初步凈化中煤氣進行間接換熱。少部分去發(fā)電 或制氧。
權(quán)利要求
1.一種焦爐煤氣凈化液化工藝，其特征在于，焦爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過初步凈化、壓縮、深 度凈化后進行低溫分離，冷凝下來的甲烷成份作為液化天然氣LNG產(chǎn)品，不凝性可燃氣體 返回焦爐作為焦爐加熱用燃氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦爐煤氣凈化液化工藝，其特征在于，所述的低溫分離 器后不凝性可燃氣體返回焦爐前與初步凈化中的煤氣進行間接換熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種焦爐煤氣凈化液化工藝，其特征在于，所述的焦爐煤 氣經(jīng)過壓縮后達到0. 2 lOMPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種焦爐煤氣凈化液化工藝，其特征在于，所述的焦爐煤 氣深度凈化包含以下工序有機硫分解裝置及終脫硫裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焦爐煤氣凈化液化工藝，采用焦爐產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)過初步凈化、壓縮、深度凈化后進行低溫分離，冷凝下來的甲烷成份作為液化天然氣LNG產(chǎn)品，不凝性可燃氣體返回焦爐作為焦爐加熱用燃氣。該工藝利用焦爐煤氣液化后的不凝性可燃氣體加熱焦爐，實現(xiàn)了資源合理利用，并解決了現(xiàn)有焦爐煤氣液化技術(shù)中的雜質(zhì)排放及燃燒解吸氣導(dǎo)致的環(huán)境污染問題；本發(fā)明省略了甲烷化工序，大大降低了投資和運行成本。
文檔編號F25J3/00GK102031159SQ201110001580
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者姜輝, 馬科偉 申請人:姜輝