焦炉煤气深冷分离制取液化天然气的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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】
[0003]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。
[0004]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:
[0005]ST1:对焦炉煤气进行净化，以脱除部分水、焦油及萘；
[0006]ST2:对净化后的煤气进行加压；
[0007]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；
[0008]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C02，并得到第二级分离煤气；
[0009]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；
[0010]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;
[0011 ] ST7:将ST5中得到的液态C2H4及液态C 2H6冷却后，与ST6中得到的液态CH 4混合，制得液化天然气。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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】
[0022]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。
[0023]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】
[0024]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。
[0025]实施例一
[0026]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:
[0027]ST1:对焦炉煤气进行净化，以脱除部分水、焦油及萘；
[0028]ST2:对净化后的煤气进行加压；
[0029]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；
[0030]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C02，并得到第二级分离煤气；
[0031 ] 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C 2H6，并得到第三级分离煤气；
[0032]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;
[0033]ST7:将ST5中得到的液态C2H4及液态C 2H6冷却后，与ST6中得到的液态CH 4混合，制得液化天然气。
[0034]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，