一種補充二氧化碳提高裝置安全性及產(chǎn)率的焦爐煤氣制lng方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種補充二氧化碳提高裝置安全性及產(chǎn)率的焦爐煤氣制LNG方法。
【背景技術】
[0002] 我國是焦炭生產(chǎn)大國，年生產(chǎn)能力在3億噸之上，每噸焦炭副產(chǎn)焦爐氣約400m3。除 自用、民用核商用燃料外，每年放散的焦爐氣超過100億m3。
[0003] 焦爐氣典型組成如表1所述：
[0004] 表1、焦爐氣典型組成
陽006] 焦爐氣通過甲燒化反應，即：
[0007]
[0008]
[0009] 可將絕大部分C0、C〇2轉(zhuǎn)化為甲燒，運樣焦爐氣就變成主要含CH4、&和少量N2的 氣體混合物，其中氨氣含量大約為20-40 %，原焦爐氣中30-60 %的氨氣沒有得到很好的利 用。
[0010] CN101391935 "-種利用焦爐氣合成甲燒的方法"，其提出了 ：通過凈化脫除雜質(zhì)、 壓縮換熱及加入水蒸氣、一段甲燒化反應、二段甲燒化反應、=段甲燒化反應、PSA分離甲燒 等主要步驟，得到甲燒純度的產(chǎn)品氣。
[0011] CN103409187A"-種利用焦爐氣制備SNG或LNG無循環(huán)氣的甲燒化工藝"，提出了 一種利用焦爐氣制備SNG或LNG無循環(huán)氣的甲燒化工藝，將焦爐氣分成若干股分別進入若 干個串聯(lián)的甲燒化主反應器，用副產(chǎn)水蒸氣對進入其中第一甲燒化主反應器的焦爐氣進行 稀釋，在最后一個甲燒化主反應器后，將甲燒化后的氣體冷卻，冷凝分離水，再進入一個甲 燒化次反應器，對殘余的CO和C〇2進行甲燒化反應，然后送去進行分離或液化，得到SNG或 LNG。
[0012] CN104673415A"-種焦爐氣甲燒化制備天然氣過程中提高液化天然氣產(chǎn)率的工 藝"，提出了：公開了一種焦爐氣甲燒化制備天然氣過程中提高液化天然氣產(chǎn)率的工藝，該 工藝的步驟如下：首先向原料氣混合罐中注入W下氣體：焦爐尾氣；C〇2氣體；天然氣液化 過程中產(chǎn)生富甲燒馳放氣；液化天然氣進儲罐時因液柱和壓力降產(chǎn)生的閃蒸氣及儲罐吸熱 產(chǎn)生的蒸發(fā)氣；然后通過螺桿壓縮機將原料氣混合罐中的混合氣體加壓到0. 4-1.OMpa,之 后將壓縮后的混合氣依次注入凈化單元脫硫脫雜質(zhì)，甲燒化單元生成甲燒氣體，液化單元 將甲燒氣體液化，最后生成液化天然氣注入儲罐儲存。
[0013] 根據(jù)《SYT6933. 1-2013天然氣液化工廠設計建造和運行規(guī)范第1部分設計建 造》標準，凈化氣中0?的最大含量為50ppm，一旦進入液化工序的天然氣中CO2含量大于 50ppm，將極易造成液化工序的冷箱流道被堵塞，全廠被迫事故停車。在焦爐煤氣制LNG工 藝中，一般通過控制甲燒化工序出口氣體中C〇2的含量小于50ppm，來實現(xiàn)進入液化工序的 天然氣滿足冷箱要求。
[0014] 上述專利公開了焦爐煤氣制備合成天然氣的甲燒化工藝，但專利CN101391935和 CN103409187A存在焦爐氣中富余的氨氣沒有處理或進行簡單分離；CN 104673415 A提出 了通過補充C〇2制備LNG的方法，通過CO2在與焦爐煤氣原料氣混合，螺桿壓縮機增加后，注 入凈化單元脫硫脫雜質(zhì)，C〇2和焦爐煤氣混合氣體一同進入甲燒化單元入口，通過甲燒化反 應生產(chǎn)甲燒氣體，該工藝存在工藝流程復雜，C〇2添加量控制明顯滯后，甲燒化工序出口合 成氣一旦二氧化碳濃度大于50ppm，由于上游預處理、凈化工序在調(diào)節(jié)Hz/E(CO+C〇2)的比 例時存在相當程度的滯后，極易造成液化工序冷箱堵塞，全廠事故停車。
[0015] 目前甲燒化工藝存在W下問題：
[0016] (1)不能將焦爐煤氣中的氨氣完全利用，大量氨氣放空造成資源浪費。
[0017](2)補充C〇2的焦爐煤氣制合成氣工藝流程復雜，CO2流量調(diào)節(jié)嚴重滯后，極易造成 液化工序冷箱堵塞，全廠裝置事故停車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明的目的是提供一種補充二氧化碳提高裝置安全性及產(chǎn)率的焦爐煤氣制LNG 方法，通過將C〇2直接通入焦爐煤氣甲燒化裝置的輔助甲燒化裝置，在輔助甲燒化裝置中與 氨氣反應生成甲燒，可有效利用焦爐煤氣中的氨氣，提高甲燒化單元出口C〇2濃度控制精 度，保證甲燒化工序出口產(chǎn)品穩(wěn)定，提高甲燒產(chǎn)率，同時可避免液化工序冷箱堵塞，防止停 車事故發(fā)生。
[0019] 本發(fā)明提供的一種焦爐煤氣制液化天然氣的方法，包括如下步驟：
[0020] (1)將焦爐煤氣原料氣依次通入主甲燒化裝置和輔甲燒化裝置中；
[0021] (2)將二氧化碳通入所述輔甲燒化裝置中；
[0022] (3)將從所述輔甲燒化裝置中流出的氣體液化，即可得到所述液化天然氣；
[0023] 所述主甲燒化裝置包括1個甲燒化反應器或者多個串聯(lián)的甲燒化反應器；所述輔 甲燒化裝置包括1個甲燒化反應器或者多個串聯(lián)的甲燒化反應器。
[0024] 上述的方法中，優(yōu)選地，所述主甲燒化裝置可包括1~2個甲燒化反應器，具體可 為1個甲燒化反應器或2個串聯(lián)的甲燒化反應器；優(yōu)選地，所述輔甲燒化裝置可包括1~3 個甲燒化反應器，具體可為1個甲燒化反應器、2個串聯(lián)的甲燒化反應器或3個串聯(lián)的甲燒 化反應器；所述甲燒化反應器為絕熱甲燒化反應器。
[00巧]上述的方法中，所述通入輔甲燒化裝置可為通入所述輔甲燒化裝置中的至少一個 甲燒化反應器中，具體可通入所述輔甲燒化裝置中的1個甲燒化反應器、2個甲燒化反應器 或3個甲燒化反應器中。
[00%] 上述的方法中，步驟（2)中，所述二氧化碳的通入量控制在：所述甲燒化反應器入 口處的混合氣體中，碳氨比f為3.O和4. 20之間的任意數(shù)，其中f=(叫2-而。2)/柏。+而。2)， 式中n表示摩爾數(shù)。具體地，碳氨比f可為3. 06和3. 27之間的任意數(shù)、3. 27和3. 34之間 的任意數(shù)、3. 06、3. 27或3. 34。
[0027] 上述的方法中，步驟（2)中，所述二氧化碳在通入之前還包括將所述二氧化碳增 壓至0. 5~5.OMPaG的步驟，具體可增壓至3.OMPaG。
[0028] 上述的方法中，步驟（1)中，W體積百分含量計，所述焦爐煤氣原料氣中各組分的 含量可如下：55 ~85%&、10%~55% 邸4、2%~32%C0、1. 0%~25%C02、3%~30%成， 4~30%CzHe及CzW上控（如C化、CsHs),具體可為下述1)-6)中的任一種：
[0029] 1)56 ~67% &、10%~29% 邸4、5%~7%C0、2%~5%C02、5%~8% 成，2 ~ 3%CzHe;
[0030] 2)58 ~67% &、10%~25% 邸4、6%~7%C0、4%~5%C02、5%~8% 成，2 ~ 3%CzHe;
[0031] 3)56 ~58% &、25% ~29% 邸4、5% ~6%C0、2% ~4%C02、5% ~6% 成，2%
[0032] 4)58% &、25% 邸4、6% C0、4% C02、5% 成和 2% CzHe;
[0033] W56% &、29% 邸4、5% C0、2% C02、6% 成和 2%
[0034] 6)67% &、10% 邸4、7% C0、5% C02、8% 成和 3% CzHe。
[0035] 上述的方法中，步驟（1)中，從所述主甲燒化裝置流出的氣體直接進入所述輔甲 燒化裝置中，輔甲燒化裝置中部分氣體可循環(huán)至主甲燒化裝置，優(yōu)選地，從所述輔甲燒化裝 置流出的氣體不回流至所述主甲燒化裝置中。
[0036] 本發(fā)明方法中，在所述輔甲燒化裝置中通入二氧化碳，若采用C〇2與原料氣混合， 增壓、凈化、預處理單元，再增壓后，一起通入甲燒化單元入口的工藝，當焦爐煤氣甲燒化工 序出口％濃度不合格時，需在整套工藝的起點調(diào)節(jié)CO2的補充量，要實現(xiàn)焦爐煤氣甲燒化 工序出口C〇2濃度的控制，整個工藝系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)時間大于20分鐘。而采用本發(fā)明方法，當 焦爐煤氣甲燒化工序出口C〇2濃度不合格時，僅需調(diào)節(jié)輔助甲燒化裝置中CO2的補充量，即 可實現(xiàn)焦爐煤氣甲燒化工序出口C〇2濃度的控制，整個工藝系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)時間小于1分鐘。 陽037] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0038] 本發(fā)明方法通過在輔甲燒化裝置中補充二氧化碳W高效利用焦爐煤氣中的氨氣， 一方面，可高效利用焦爐煤氣中氨氣，并提高焦爐煤氣甲燒化工藝控制靈活性；另一方面， 在不增加甲燒化主甲燒化工序熱負荷的情況下，可控制甲燒化產(chǎn)品氣中二氧化碳含量，使 焦爐煤氣甲燒化系統(tǒng)容易控制、產(chǎn)品氣品質(zhì)高，確保了整個甲燒化過程受前工序影響小，產(chǎn) 品質(zhì)量穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明中焦爐煤氣制LNG的工藝示意圖。 W40] 圖2為實施例1中利用本發(fā)明方法制LNG的工藝示意圖。
[0041] 圖3為實施例2中利用本發(fā)明方法制LNG的工藝示意圖。
[0042] 圖4為實施例3中利用本發(fā)明方法制LNG的工藝示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0044] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0045] 下面結(jié)合說明書附圖中的圖1對本發(fā)明做進一步說明。
[0046] 如圖1所示，本發(fā)明焦爐煤氣制LNG包括如下步驟：
[0047] (1)將焦爐煤氣原料氣經(jīng)過凈化后，依次通入主甲燒化裝置（一級甲燒化反應器） 和輔甲燒化裝置（依次串聯(lián)的二級甲燒化反應器、=級甲燒化反應器和四級甲燒化反應 器）中；
[0048] (2)將二氧化碳通入輔甲燒化裝置（依次串聯(lián)的二級甲燒化反應器、=級甲燒化 反應器和四級甲燒化反應器）中的任意1級、2級或3級反應器中； W例 做將從輔甲燒化裝置中流出的氣體液化，即可得到LNG。
[0050] 實施例1、焦爐煤氣制LNG
[0051] 本實施例中，甲燒化裝置分為