一种焦炉气生产LNG的改进工艺的制作方法

本发明涉及冶金、节能、环保领域，是一种有效减少气体废弃物排放、降低资源消耗的方法。

背景技术：

焦炉气含有甲烷是制造lng的原料。

太原理工天成科技股份有限公司杜文广等cn101280235a公告了一种以焦炉煤气为原料生产液化天然气的方法是将焦炉煤气首先经预处理，使其所含的焦油、萘、苯等杂质得到深度净化，再经压缩和脱硫后进行甲烷化反应，再通过深冷分离过程得到含ch485％以上的液化天然气产品，其余不凝气体通过psa分离技术得到纯度为99％以上的氢气，剩余的解吸气可作为人工燃气。

中冶焦耐工程技术有限公司川崎力等cn103773524a公告了液化天然气的制造方法，使用焦炉气引入一氧化碳、二氧化碳甲烷化生产lng；将不凝性气体进行循环时为了避免其中的氮等非活性气体被浓缩，优选将不凝性气体总量的70%以下进行再循环，或者设置对进行循环的不凝性气体中的氢进行选择性分离的氢分离工序，将氢分离工序中选择性分离得到的氢的一部分或全部进行再循环。其中，上述氢分离工序可利用h2psa、膜分离装置等而实现。并且，可将所剩的不凝性气体和分离氢后所剩的副产气作为燃料进行有效的利用。而且，优选将它们作为焦炉的燃料来利用。另外，自然可将氢分离工序中选择性分离得到的氢作为产品回收。

杨皓、宁平等cn105713686a公告了一种利用焦炉与甲烷化过程生产民用燃气的工艺，把焦碳生产过程产生的焦炉气全部用作合成甲烷原料一，甲烷化过程副产的3.5mpa蒸汽发电降压到0.3mpa后，一部分蒸汽与焦炭、纯氧固定床法生产一氧化碳与氢气用作合成甲烷原料二，原料一与原料二混合甲烷化制成民用燃气，合成气直接压缩作为压缩民用燃气，或进一步脱碳脱水后制lng；甲烷化副产的剩余蒸汽与焦炭、富氧空气固定床生产空气煤气取代焦炉气用作焦炉燃料。

甲烷化是焦炉气生产lng过程的一个重要步骤，焦炉气甲烷化的一个重要目的是使lng液化过程中有害的二氧化碳浓度降低到无害程度（防止二氧化碳冻堵）。为了提高氢气的利用率而加入一氧化碳、二氧化碳的量都是以甲烷化后二氧化碳降低到无害程度为限制。通常甲烷化过程都是氢气富余，如果二氧化碳过多，都需要在甲烷化前把多余的二氧化碳脱除再送甲烷化。

高浓度氢气与一氧化碳反应由于反应热过大，造成甲烷化催化剂寿命短。

通常焦炉气甲烷化制lng液化后的闪蒸气含有低浓度氢气，实际低浓度氢气的利用难度极大，需要另外提供压缩分离装置才能把氢气回收利用。

甲烷化过程引入大量二氧化碳，可以降低反应热，减缓催化剂失活过程。过量的cox源可以使低浓度氢气得到全部利用。

技术实现要素：

本发明是焦炉气生产lng的改进工艺，焦炉气先采用变压吸附装置分离其中的甲烷、碳2以上烃类部分、其他组分气体作为lng制造原料。其他的非甲烷气送氢气、氮气、一氧化碳利用系统。lng制造原料气中氢气10-15%，二氧化碳10-18%，甲烷54-68%，一氧化碳2-3%，氢碳比1:1.2~1:2.1，这是变压吸附装置再生过程产生的气体。

该气体需要脱除总硫、总磷、总氯均低于0.1ppm，才能送甲烷化，确保甲烷化过程催化剂不会中毒。甲烷化过程将氢气全部转化为甲烷，氢气出口浓度降低到100ppm以下，这个过程把低浓度氢气几乎全部利用，过量的二氧化碳可以降低甲烷化反应剧烈程度，由此延长催化剂寿命。甲烷化出口气体经过热量回收，降温到20-50℃送脱碳装置脱二氧化碳到防冻堵程度，再经过脱其他液化过程有害组分送lng液化。

甲烷化过程放置在脱富余二氧化碳之前是与其他工艺主要的不同点，氢气与cox的反应比例远低于当量反应比。lng产量也高于脱碳前置工艺。

甲烷化后设置脱碳装置分离二氧化碳，既实现了防冻堵，也由于低硫低磷低氯，分离出来的二氧化碳可以直接用于优级液体二氧化碳原料。

附图说明

图1是本发明工艺流程示意图。

图2是通常流程的lng制造方法流程图。

图3是常规流程的lng制造方法流程图。

具体实施方式

实施例1焦炉气35000nm³/h，采用变压吸附装置分离其中的甲烷、碳2以上烃类部分、其他组分气体作为lng制造原料，制造原料气中氢气11%，二氧化碳18%，甲烷68%，一氧化碳3%，氢碳比1:1.9；脱除总硫、总磷、总氯均低于0.1ppm，送甲烷化，甲烷化过程将氢气全部转化为甲烷，出口气体氢气含量30ppm，经过热量回收，降温到20-50℃送脱二氧化碳装置脱碳到5ppm，再经过脱其他液化过程有害组分送lng液化，分离出来的二氧化碳可以直接用于优级液体二氧化碳原料。

实施例2焦炉气35000nm³/h，采用变压吸附装置分离其中的甲烷、碳2以上烃类部分、其他组分气体作为lng制造原料，制造原料气中氢气14%，二氧化碳16%，甲烷58%，一氧化碳2%，氢碳比1:1.3；脱除总硫、总磷、总氯均低于0.1ppm，送甲烷化，甲烷化过程将氢气全部转化为甲烷，出口气体氢气含量50ppm，经过热量回收，降温到20-50℃送脱二氧化碳装置脱碳到5ppm，再经过脱其他液化过程有害组分送lng液化，分离出来的二氧化碳可以直接用于优级液体二氧化碳原料。

实施例3焦炉气35000nm³/h，采用变压吸附装置分离其中的甲烷、碳2以上烃类部分、其他组分气体作为lng制造原料，制造原料气中氢气15%，二氧化碳18%，甲烷58%，一氧化碳3%，氢碳比1:1.4；脱除总硫、总磷、总氯均低于0.1ppm，送甲烷化，甲烷化过程将氢气全部转化为甲烷，出口气体氢气含量80ppm，经过热量回收，降温到20-50℃送脱二氧化碳装置脱碳到2ppm，再经过脱其他液化过程有害组分送lng液化，分离出来的二氧化碳可以直接用于优级液体二氧化碳原料。

技术特征：

1.一种焦炉气生产lng的改进工艺，其特征在于：焦炉气先采用变压吸附装置分离其中的甲烷、碳2以上烃类部分、其他组分气体作为lng制造原料，制造原料气中氢气10-15%，二氧化碳10-18%，甲烷54-68%，一氧化碳2-3%，氢碳比1：1.2~1：2.1；脱除总硫、总磷、总氯均低于0.1ppm，送甲烷化，甲烷化过程将氢气全部转化为甲烷，出口气体氢气浓度≤100ppm，经过热量回收，降温到20-50℃送脱二氧化碳装置脱碳到防冻堵程度，再经过脱其他液化过程有害组分送lng液化。

技术总结
本发明是焦炉气生产LNG的改进工艺，焦炉气先采用变压吸附装置分离其中的甲烷、碳2以上烃类部分、其他组分气体作为LNG制造原料，制造原料气中氢气10‑15%，二氧化碳10‑18%，甲烷54‑68%，一氧化碳2‑3%，氢碳比1：1.2~1：2.1；脱除总硫、总磷、总氯均低于0.1ppm，送甲烷化，甲烷化过程将氢气全部转化为甲烷，出口气体氢气浓度≤100ppm，经过热量回收，降温到20‑50℃送脱二氧化碳装置脱碳到防冻堵程度，再经过脱其他液化过程有害组分送LNG液化。

技术研发人员：杨皓;史保金;罗国林;李江波;宋尉源
受保护的技术使用者：杨皓
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2021.07.23