一种兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工及能源产品生产技术领域，涉及一种兰炭尾气与电石炉气生产液 化天然气的方法。
【背景技术】
[0002] 采用兰炭生产工艺，实现了固体能源向气体、液体能源以及固体化工原料的高效 转化，对于资源利用来说，开辟了高效灵活利用资源的途径。生产兰炭的同时副产兰炭尾气 和煤焦油，外燃式兰炭炉每生产一吨兰炭，副产400Nm3的煤气，热值为17000kJ/Nm3,另外兰 炭尾气中还含有焦油、三苯、萘、氨、粉尘、硫化物、重金属等杂质。
[0003] 兰炭尾气一般用作烘干兰炭、生产金属镁或者烧石灰的燃料，甚至直接排放到大 气中，兰炭尾气高效利用有待于研究开发。随着国家对环保的重视和清洁能源战略的提出， 兰炭尾气制天然气路线受到有关部门和机构高度重视。目前国内主要是用内燃式兰炭炉生 产外兰炭，内燃式兰炭炉产生兰炭尾气氮气含量高达45%以上，分离氮气成本过高，影响了 兰炭尾气制备天然气的经济性。严重制约了利用兰炭尾气制备天然气的工艺的发展。
[0004] 电石炉气是电石生产的副产物，生产一吨电石副产电石炉气400Nm3,热值一般在 8300-9000kJ/Nm3。电石炉气主要作为普通燃料应用于烧石灰等。兰炭是电石生产的主要 原料之一，电石生产企业一般配套建设兰炭炉。
【发明内容】
[0005] 为弥补现有技术的不足，本发明提供一种兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的 方法，实现兰炭尾气和电石的高效清洁利用，提高了兰炭生产企业的经济效益。
[0006] 本发明兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，兰炭尾气经净化后与电石炉 气进入气柜混合储存，兰炭尾气与电石炉气的的混合比为30-60% (vo 1%)，气柜混合气压力 为5kpa。混合气经压缩工段压缩至IMPa，通过混合气净化设备除去焦油、萘、苯和硫，净化 后混合气返回压缩设备再压缩。净化后压缩混合气经换热器升温至300°C后进行变换，变 换后混合气满足合成的配比要求；变换气降温到60~80°C进行脱硫，脱硫后变换气总流 量< 0. lppm。脱硫后变换气升温至200~240°C、升压至I. 5MPa进入合成反应器，在铁催 化剂的催化作用下进行甲烷合成反应生成合成气，合成反应的温度为240~550°C，压力为 I. 5MPa。合成气经降温到60~85°C后脱碳，脱碳后合成气冷却至20~25°C送往液化工段， 经过深冷液化和低温精馏制成液化天然气和富氮气，液化天然气输送至LNG储罐储存。
[0007] 兰炭尾气为外燃式兰炭炉生产的兰炭尾气，外燃式兰炭炉采用热辐射管结合燃气 热载体方式加热。原料煤在隔绝空气和还原气氛的条件下加热到650~700°C，在炉膛停 留6小时干馏为半焦后出炉，炉顶兰炭尾气温度为500~550°C，由集气管收集。脱硫为加 氢转化串中温干法脱硫。甲烷合成反应器为串联绝热反应器，所述铁催化剂为Davy公司的 CRG高镍型催化剂。兰炭尾气净化粗兰炭尾气经氨水喷淋冷却和电捕焦油器脱除焦油；然 后依次通过脱萘、脱氨、脱苯设备进行净化处理。脱碳为利用PSA法脱除二氧化碳。
[0008] 本发明兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法通过将兰炭尾气和电石炉混 合后进行压缩、净化、转换、脱硫、合成、脱碳和液化过程，将混合气转化为液化天然气，提高 了气体燃料的热值和品质，有利于兰炭尾气和电石的高效清洁利用，提高兰炭生产企业的 经济性。由兰炭尾气和电石炉气制备的液化天然气纯度和收率高、品质好、运行成本低。由 兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气同时副产二氧化碳和高纯氮气，有利于进一步提高经 济效益。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的流程图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0011] 本发明兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的过程，如图1所示兰炭尾气经净化 后与电石炉气进入气柜混合储存。兰炭尾气为外燃式兰炭炉生产的兰炭尾气，兰炭尾气组 分见表1。兰炭尾气净化过程为粗兰炭尾气在集气桥管中经氨水喷淋冷却后，冷却到35 度，脱除大部分焦油后通过电捕焦油器进一步脱除焦油。电捕焦油器出来的兰炭尾气依次 通过脱萘、脱氨、脱苯设备进行净化处理，处理完毕后的兰炭尾气进入气柜。电石炉气的组 分见表2,电石炉气由电石炉直接进入气柜。兰炭尾气与电石炉气的的混合比为30-60% (vol%)，气柜混合气压力为5kpa。混合气经压缩工段压缩至IMPa，升压后混合气在混合气 净化设备除去焦油、萘及苯系物和大部分硫等杂质，以满足混合气变换、脱硫、合成、脱碳、 液化过程的工艺要求，净化后混合气返回压缩工段再压缩，净化后压缩混合气经换热器升 温至30(TC，到气体变换工段进行变换，变换过程将一部分一氧化碳转化为氢气，变换后压 缩混合气满足甲烷合成的配比要求，变换后气体组分见表3。变换气降温到60~80°C进入 脱硫工段进行脱硫，脱硫为加氢转化串中温干法脱硫，脱硫后变换气总流量< 〇. lppm。脱 硫后变换气升温至225~230°C、升压至I. 5MPa进入甲烷合成反应器，在铁催化剂(给出具 体催化剂）的催化作用下进行甲烷合成反应生成合成气，合成反应的温度450~500°C，压 力为1.5MPa，合成气的气体组分见表4。合成反应的反应器采用串联绝热反应器。合成气 经换热降温到60~85°C后至脱碳工段，利用PSA法脱除二氧化碳。脱碳后合成气冷却至 20~25°C送往液化工段，混合气经过脱汞脱水工序、_162°C深冷液化和低温精馏制成液化 天然气和富氮气，液化天然气输送至LNG储罐储存。脱碳过程的副产二氧化碳浓度高达98% 以上，用作工业、食品、冷冻等行业。
【主权项】
1. 一种兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，兰炭尾气经净化后与电石炉气 进入气柜混合储存，兰炭尾气与电石炉气的的混合比为30-60% (vol%)，气柜混合气压力为 5kpa，其特征是：混合气经压缩工段压缩至IMPa，通过混合气净化设备除去焦油、萘、苯和 硫，净化后混合气返回压缩设备再压缩；净化后压缩混合气经换热器升温至30(TC后进行 变换，变换后混合气满足合成的配比要求；变换气降温到60~80°C进行脱硫，脱硫后变换 气总流量< 0.1 ppm ;脱硫后变换气升温至200~240°C、升压至I. 5MPa进入合成反应器，在 铁催化剂的催化作用下进行甲烷合成反应生成合成气，合成反应的温度为240~550°C，压 力为I. 5MPa ;合成气经降温到60~85°C后脱碳，脱碳后合成气冷却至20~25°C送往液化 工段，经过深冷液化和低温精馏制成液化天然气和富氮气，液化天然气输送至LNG储罐储 存。2. 根据权利要求1所述的兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，其特征是：所 述兰炭尾气为外燃式兰炭炉生产的兰炭尾气，外燃式兰炭炉采用热辐射管结合燃气热载体 方式加热；原料煤在隔绝空气和还原气氛的条件下加热到650~700°C，在炉膛停留6小时 干馏为半焦后出炉，炉顶兰炭尾气温度为500~550°C，由集气管收集。3. 根据权利要求1所述的兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，其特征是：所 述脱硫为加氢转化串中温干法脱硫。4. 根据权利要求1所述的兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，其特征是：所 述甲烷合成反应器为串联绝热反应器，所述铁催化剂为Davy公司的CRG高镍型催化剂。5. 根据权利要求1所述的兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，其特征是：所 述兰炭尾气净化粗兰炭尾气经氨水喷淋冷却和电捕焦油器脱除焦油；然后依次通过脱萘、 脱氨、脱苯设备进行净化处理。6. 根据权利要求1所述的兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，其特征是：所 述脱碳为利用PSA法脱除二氧化碳。
【专利摘要】本发明涉及一种兰炭尾气与电石炉气生产液化天然气的方法，兰炭尾气经净化后与电石炉气进入气柜混合储存，兰炭尾气与电石炉气的混合比为30-60%（vol%）。混合气经压缩至1MPa，通过混合气净化设备除去焦油、萘、苯和硫，净化后压缩混合气升温至300℃后进行变换。变换气降温到60～80℃进行脱硫，脱硫后变换气升温升压后在铁催化剂的催化作用下进行甲烷合成反应生成合成气，合成反应的温度为240～550℃，压力为1.5MPa。合成气降温到60～85℃后脱碳，脱碳后合成气经过深冷液化和低温精馏制成液化天然气和富氮气，液化天然气输送至LNG储罐储存。本发明实现了兰炭尾气和电石的高效清洁利用，提高了兰炭生产企业的经济性。
【IPC分类】F25J1/00, F25J3/02, C10L3/10
【公开号】CN104974810
【申请号】CN201410129807
【发明人】贾会平
【申请人】石家庄新华能源环保科技股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月2日