焦炉煤气合成天然气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焦炉煤气合成天然气装置。
【背景技术】
[0002]我国是世界上第一大焦炭生产大国，除焦炉回炉加热自用及民用、发电、生产合成氨或甲醇外，每年放散的焦炉煤气约50亿Nm3。焦炉煤气燃烧或直接排放，既造成巨大的资源浪费，又造成严重的环境污染。为有效改善生态环境，现焦炉气生产合成氨、甲醇产能严重过剩，发展焦炉煤气后加工项目，势在必行。焦炉煤气制合成天然气项目在此背景下应运而生。焦炉煤气制合成天然气技术，主要工艺流程是:焦炉煤气通过净化脱除苯、萘、硫化物后，再经压缩、换热，在甲烷化催化剂作用下进行甲烷化反应，将CO、0)2与H2转化成主要含甲烷、氢气、氮气的混合气，再采用气体分离技术将混合气中的氢气分离制得甲烷浓度在94%以上的合成天然气(SNG)。焦炉煤气制合成天然气是利用焦炉煤气中C02、C0与H2反应生成CH4，焦炉煤气中碳含量的高低直接影响合成天然气的产量。
[0003]目前，焦炉煤气制合成天然气过程中普遍存在氢过剩的问题。例如山西页岩气有限公司焦炉煤气制合成天然气装置的原料气中(C0+C02)约在9%左右，比设计值低，比与(C0+C02)的比例为 56.5:(6.3+2.2) =6.6，按理论计算(H2-CO2): (C0+C02)?3.5，H2过剩，使得甲烷化反应中每小时会产生大量富氢尾气，由于热值较低，这部分气体被送到焦化厂作燃料，造成资源的浪费。
[0004]因此，需要一种能够充分利用富氢尾气，减少资源浪费的，提高天然气产量的装置。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以充分利用富氢尾气，提高天然气产量的焦炉煤气合成天然气装置。
[0006]为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]—种焦炉煤气合成天然气装置，包括顺序连接的加氢罐、脱硫塔、超精净化器、甲烷化反应器、干燥器和膜分离器，增设液态0)2储罐和蒸发器，液态CO2储罐的出口端和蒸发器的入口端之间连接加压栗，蒸发器的出口端连接加氢罐。
[0008]液态CO2储罐中的液态CO 2通过加压栗进入蒸发器气化，从蒸发器出口端向净化工序加的加氢罐补充气态CO2，经过加氢转化、精脱硫、超精净化后进入甲烷化工序，将0)2与比反应生成CH4，经过干燥、膜分离后得到产品天然气。
[0009]本实用新型提供的焦炉煤气合成天然气装置，通过向生产系统中补加CO2，充分利用富氢尾气，控制合适的碳氢比例，从而提高天然气产量，减少了富氢尾气的产量。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型焦炉煤气合成天然气装置的结构示意图。[0011 ] 图中，1-加氢罐，2-脱硫塔，3-超精净化器，4-甲烷化反应器，5-干燥器，6-膜分离器，7-液态CO2储罐，8-蒸发器，9-加压栗。
【具体实施方式】
[0012]为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型，以下结合附图对本实用新型作进一步清楚、完整的说明。
[0013]图1所示的焦炉煤气合成天然气装置，包括顺序连接的加氢罐1、脱硫塔2、超精净化器3、甲烷化反应器4、干燥器5和膜分离器6。在此基础上，增设液态CO2储罐7和蒸发器8，液态CO2储罐7的出口端和蒸发器8的入口端之间连接加压栗9，蒸发器8的出口端连接加氢罐I。
[0014]液态CO2通过加压栗9进入蒸发器8气化，从蒸发器8出口通过调节阀控制压力、流量后进入加氢罐，经过加氢转化、ZnO精脱硫、超精净化后进入甲烷化工序，将0)2与H 2反应生成CH4，经过干燥、膜分离后得到产品天然气。
[0015]根据甲烷化催化剂的要求(C0+C02< 12%)，向焦炉煤气中加入CO2，使焦炉煤气入SNG系统的总碳由约9%提高到12%，提高约3%。按生产装置满负荷25000Nm3/h生产计算，每小时补C02500Nm3，500Nm3C(V^ !12完全反应可生产500Nm3天然气。
[0016]补0)2利润分析:日均补CO 212000Nm3,折合液态C0224吨。液态CO2价格580元/吨，日均液态CO2成本24X580=13920元，年成本500万元。膜分离后可回收CH490%，日均多产天然气500X90%X24=10800Nm3。目前管道天然气价格2.25元/Nm3，日均天然气销售增加10800X2.25=24300元，年销售增加800万元。正常生产时，预加氢前电加热器(800KW)需开30%功率，甲烷化二段反应器前电加热器(800KW)需开20%功率来保证工艺要求。CO2与比反应生成CH4的反应是放热反应，补加CO2后，系统反应热增加，预加氢前电加热器和甲烷化二段反应器前电加热器可以停用。节约电耗:(800X30%)+ (800X20%) =400KW，节约电费400X0.6=240元，年节约电费190万元。因此，补CO2年利润约为:800+190-500=490万元。
[0017]本实用新型要求保护的范围不限于以上【具体实施方式】，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种焦炉煤气合成天然气装置，包括顺序连接的加氢罐(I)、脱硫塔(2)、超精净化器(3)、甲烷化反应器(4)、干燥器(5)和膜分离器(6)，其特征在于:增设液态CO2储罐(7)和蒸发器(8)，液态CO2储罐(7)的出口端和蒸发器(8)的入口端之间连接加压栗(9)，蒸发器(8)的出口端连接加氢罐(I)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种焦炉煤气合成天然气装置，包括顺序连接的加氢罐、脱硫塔、超精净化器、甲烷化反应器、干燥器和膜分离器，增设液态CO2储罐和蒸发器，液态CO2储罐的出口端和蒸发器的入口端之间连接加压泵，蒸发器的出口端连接加氢罐。液态CO2储罐中的液态CO2通过加压泵进入蒸发器气化，从蒸发器出口端向净化工序加的加氢罐补充气态CO2，经过加氢转化、精脱硫、超精净化后进入甲烷化工序，将CO2与H2反应生成CH4，经过干燥、膜分离后得到产品天然气。本实用新型提供的焦炉煤气合成天然气装置，通过向生产系统中补加CO2，充分利用富氢尾气，控制合适的碳氢比例，从而提高天然气产量，减少了富氢尾气的产量。
【IPC分类】C10L3/10, C10L3/08
【公开号】CN204779510
【申请号】CN201520506533
【发明人】庄兰军, 卢燊, 唐耀祖, 张堃
【申请人】山西页岩气有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月14日