焦炉煤气制作液化天然气装置的制作方法

本实用新型涉及煤焦炉气制取天然气领域，具体涉及一种焦炉煤气制作液化天然气装置。

背景技术：

甲烷是天然气的主要成分，是一种清洁、高效的能源，燃烧后二氧化硫和粉尘的排放量减少近100％，产生的二氧化碳和氮氧化合物仅为煤的50％和20％，污染为液化石油气的1/4，煤的1/800。因此很多国家都将天然气列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。甲烷液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点，正以每年约12％的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。目前全球天然气消费量已高达每年2.32万亿m³，占世界一次能源需求总量的24.3％，天然气已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点，也是我国发展低碳经济和洁净能源的重点。

焦炉煤气，是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉煤气的组成中CH₄含量约为25～30％、CO、CO₂含量近10％，其余为氢及少量氮，因此焦炉煤气通过甲烷化反应，可以使绝大部分CO、CO₂转化成CH₄，得到主要含H₂、CH₄、N₂的混合气体，经深冷液化可以得到甲烷体积分数90％以上的液化甲烷(LNG)。这种用焦炉煤气深度净化后经甲烷化生产液化甲烷的技术，是开辟新的天然气资源的重要方向。

焦炉煤气制液化甲烷装置包括压缩工段、脱硫工段、合成工段、液化工段。在液化工段，焦炉煤气甲烷化经脱水干燥后，首先经过预冷却，然后进入冷箱内的各段换热器，被返流的低温介质冷却，气体被冷却至一定温度后变为气液混合物进入精馏塔的中部，在精馏塔中气体被精馏，分离出氢氮气由塔顶排出，在塔底获得液态甲烷，经过冷器过冷并减压后送到常压LNG贮罐中储存。如果原料气中C、H比不合适，二氧化碳含量较高，就会造成干燥塔穿透，不能再有效吸附二氧化碳，含二氧化碳过高的原料气进入温度较低的冷箱，就会造成二氧化碳冷凝固化，使得冷箱堵塞，即使不堵塞冷箱，也会造成产品质量有一定的波动。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：克服现有技术的不足，提供一种焦炉煤气制作液化天然气装置，能够进一步脱除原料气中的二氧化碳，解决了液化单元冷箱堵塞以及产品质量波动较大的问题，不影响冷箱正常运行，提高了生产效率，从而达到了社会效益、环境效益和经济效益。

为达到上述目的，本实用新型提供一种焦炉煤气制作液化天然气装置，焦炉煤气制作液化天然气装置包括压缩工段、脱硫工段、合成工段、液化工段，液化工段设置有可调脱碳装置，可调脱碳装置包括吸收塔、解吸塔、汽提塔。

优选地，液化工段设置有冷箱，可调脱碳装置设置于冷箱之前，可调脱碳装置的出气口与冷箱的进气口相连通，焦炉煤气在进入冷箱之前，先进入可调脱碳装置。

优选地，吸收塔内的吸收剂为N-甲基二乙醇胺水溶液，催化剂为二乙醇胺。

优选地，吸收塔包括第一吸收塔、第二吸收塔，第二吸收塔设置于第一吸收塔的上部，第二吸收塔的底部与第一吸收塔的顶部相连通。

优选地，解吸塔包括第一解吸塔、第二解吸塔，第一吸收塔的出液口与第一解吸塔的进液口相连通，第一解吸塔的的出液口与第二解吸塔的进液口相连通，第二解吸塔的出液口与第一吸收塔、汽提塔的进液口相连通。

优选地，汽提塔的出液口与第二吸收塔的进液口相连通。

优选地，焦炉煤气制作液化天然气装置还包括精脱硫过滤器和加热炉，可调脱碳装置位于精脱硫过滤器和加热炉之间的管路上。

优选地，可调脱碳装置外并联有直通管路，直通管路连接在精脱硫过滤器和加热炉之间，可调脱碳装置所在管路上和直通管路上均设置有控制阀。

由于上述技术方案运用，本发明相对于现有技术具有以下优点：

1.解决了冷箱经常堵塞，经常停车的问题，降低了故障率，挽回了经济损失；

2.在弥补焦炉煤气氢碳比(R值)波动频繁的缺点方面起到积极作用，从而缓冲了由于焦炉气R值波动引起甲烷化产品气质量的波动，起到了稳定生产的作用。

3.由于二氧化碳含量可调，活动性较强，可以充分利用原料气，使产量最大化；

4.吸收剂N-甲基二乙醇胺水溶液还可以吸收其它酸性气体杂质，进一步净化原料气。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

说明书附图

图1为本实用新型实施例的焦炉煤气制作液化天然气装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的焦炉煤气制作液化天然气装置的液化工段的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的焦炉煤气制作液化天然气装置的可调脱碳装置的结构示意图。

附图标记说明：1、压缩工段；2、脱硫工段；3、合成工段；4、液化工段；5、可调脱碳装置；6、冷箱；7、第一吸收塔；8、第二吸收塔；9、第一解吸塔；10、第二解吸塔；11、汽提塔；12、精脱硫过滤器；13、加热炉；14、直通管路；15、控制阀。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本实用新型的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详述：

如图1至图3所示，根据本实用新型的焦炉煤气制作液化天然气装置，包括压缩工段1、脱硫工段2、合成工段3、液化工段4，液化工段4设置有可调脱碳装置5，可调脱碳装置5包括吸收塔、解吸塔、汽提塔11。

液化工段4设置有冷箱6，可调脱碳装置5设置于冷箱6之前，可调脱碳装置5的出气口与冷箱6的进气口相连通，焦炉煤气在进入冷箱6之前，先进入可调脱碳装置5进行脱碳，从而降低进入到冷箱6内的含碳量，有效防止液化单元冷箱堵塞以及产品质量波动较大的问题，不影响冷箱正常运行，提高了生产效率，从而提高了社会效益、环境效益和经济效益。

吸收塔内的吸收剂为N-甲基二乙醇胺水溶液，催化剂为二乙醇胺。

吸收塔包括第一吸收塔7、第二吸收塔8，第二吸收塔8设置于第一吸收塔7的上部，第二吸收塔8的底部与第一吸收塔7的顶部相连通。

解吸塔包括第一解吸塔9、第二解吸塔10，第一吸收塔7的出液口与第一解吸塔9的进液口相连通，第一解吸塔9的的出液口与第二解吸塔10的进液口相连通，第二解吸塔10的出液口与第一吸收塔7、汽提塔11的进液口相连通。

汽提塔11的出液口与第二吸收塔8的进液口相连通。

焦炉煤气制作液化天然气装置还包括精脱硫过滤器12和加热炉13，可调脱碳装置5位于精脱硫过滤器12和加热炉13之间的管路上。

可调脱碳装置5外并联有直通管路14，直通管路14连接在精脱硫过滤器12和加热炉13之间，可调脱碳装置5所在管路上和直通管路14上均设置有控制阀15。该直通管路14与可调脱碳装置5所在的管路可选择地连通，可以在焦炉煤气的含碳量较低时不进行脱碳处理，加快焦炉煤气进入冷箱的效率，加快液化天然气的制作效率。在焦炉煤气的含碳量较高且超出设定值时，可以切断直通管路14，强制焦炉煤气流经可调脱碳装置5进行脱碳，从而降低焦炉煤气中的含碳量，保证冷箱的正常运行。

采用上述的焦炉煤气制作液化天然气可调脱碳装置的可调脱碳工艺如下：

1、焦炉煤气由第一吸收塔的进气口引入，在第一吸收塔中与半贫液充分接触，脱除一部分二氧化碳后，进入第二吸收塔；

2、焦炉煤气进入第二吸收塔后，与贫液充分接触，脱除剩余二氧化碳后，经第二吸收塔出气口排出至冷箱，完成脱碳过程；

3、贫液在第二吸收塔中吸收二氧化碳后，变为半贫液，进入第一吸收塔；半贫液在第一吸收塔中吸收二氧化碳后，变为富液，排出至第一解吸塔；

4、富液经第一解吸塔处理后排入第二解吸塔，在第二解吸塔中，富液脱除一部分二氧化碳，变为半贫液，半贫液输送至第一吸收塔和汽提塔；

5、半贫液在汽提塔中脱除二氧化碳，变为贫液输送至第二吸收塔，完成吸收剂的循环再生过程；

其中贫液为不含二氧化碳的吸收剂，半贫液为脱除焦炉煤气中一部分二氧化碳的吸收剂，富液为脱除焦炉煤气中全部二氧化碳的吸收剂。富液在第一解吸塔中脱除氢气后，排入第二解吸塔。

由于上述技术方案运用，本发明相对于现有技术具有以下优点：

1.解决了冷箱经常堵塞，经常停车的问题，降低了故障率，挽回了经济损失；

2.在弥补焦炉煤气氢碳比(R值)波动频繁的缺点方面起到积极作用，从而缓冲了由于焦炉气R值波动引起甲烷化产品气质量的波动，起到了稳定生产的作用。

3.由于二氧化碳含量可调，活动性较强，可以充分利用原料气，使产量最大化；

4.吸收剂N-甲基二乙醇胺水溶液还可以吸收其它酸性气体杂质，进一步净化原料气。

上述详细说明是针对实用新型的可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型的等效实施或变更，均应当包含于本实用新型的专利范围内。

另外，本领域技术人员还可在本实用新型权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本实用新型精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。