低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)lng的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，先將煤氣先經(jīng)除塵初加壓和壓縮后分成2部分，一部分經(jīng)脫硫、轉(zhuǎn)化和變換反應(yīng)后，進行PSA提氫，另一分別用于直接制氫和制備氫氣聯(lián)產(chǎn)LNG。該方法可根據(jù)用氫量的多少，靈活調(diào)節(jié)氫氣產(chǎn)量，具有投資和運行成本低、能耗低、能量利用率高等優(yōu)點。
【專利說明】低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤氣深加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤的加工使用過程中(如煉焦、干餾、熱解等)產(chǎn)生有大量的煤氣，煤氣中含有CH4、H2、C0等大量有用資源和H2S、C0S等有害成分，如果直接簡單燃燒掉，不僅利用效率低，還會造成環(huán)境污染。因此，對煤化工過程中產(chǎn)生的煤氣進行深加工利用具有非常重要的意義。
[0003]煤氣利用的方式主要有以下幾種:對于大部分焦化廠所產(chǎn)的煤氣，經(jīng)除塵、冷卻、加壓、凈化后，返回焦?fàn)t燃燒室燃燒利用；也有部分煤化工廠是先將煤氣進行變換，然后作為費托合成原料氣；或者將煤氣用作化工原料生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品；或者將煤氣進行提氫，生產(chǎn)氫氣和LNG (液化天然氣)產(chǎn)品。
[0004]將煤氣甲烷化生產(chǎn)LNG，具有投資小、消耗低、無污染、能量利用率高、產(chǎn)品市場前景好等優(yōu)勢；也可以根據(jù)企業(yè)具體情況，在為需氫工藝過程生產(chǎn)氫氣的同時聯(lián)產(chǎn)LNG，是煤氣利用的較佳選擇。在煤氣制LNG、煤氣提氫的工藝中，目前大多米取先提氫后深冷的方式，雖然減少了深冷處理 量，但增加了投資成本；或者直接采用PSA提氫技術(shù)，綜合投資較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，基于煤低溫?zé)峤猱a(chǎn)生的煤氣，投資和運行成本低、能耗低、能量利用率高。
[0006]實現(xiàn)上述目的所米取的技術(shù)方案是:一種低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法,包含以下步驟:
(1)將煤氣先經(jīng)除塵初加壓和壓縮，而后按照設(shè)定的目標(biāo)產(chǎn)氫量分成2部分，分別用于直接制氫和制備氫氣并聯(lián)產(chǎn)LNG ；
(2)將步驟(1)所得的一部分煤氣，進行脫硫、轉(zhuǎn)化和變換反應(yīng)后，進行PSA提氫，制得純氫產(chǎn)品；
(3)將步驟(1)所得的另一部分煤氣，先進行變換反應(yīng)，將CO變換為H2及CO2,之后進行低溫甲醇洗脫碳，制得凈化氣送深冷分離，分離后得到氫氣及LNG產(chǎn)品。
[0007]所述步驟(1)中，初加壓裝置使用螺桿壓縮機，壓縮裝置使用往復(fù)壓縮機。
[0008]所述步驟(2)中，優(yōu)選地，脫硫采用干法脫硫，脫硫劑采用氧化鋅或中溫鐵錳脫硫劑。
[0009]所述步驟(2)、(3)中，在變換工序，采用耐硫低溫變換技術(shù)，在溫度為180~360°C、壓力為I~8 MPa條件下，完成CO變換反應(yīng)得到變換氣。
[0010]所述步驟(3 )中，將深冷分離出的氫氣送PSA提氫裝置進一步提純。
[0011]本發(fā)明采用螺桿壓縮機進行初加壓和往復(fù)壓縮機進行壓縮，并采用先深冷后提氫的方法，投資和運行成本低、能耗低、能量利用率高。本發(fā)明還具有以下優(yōu)點:
1、可根據(jù)用氫量的多少，靈活調(diào)節(jié)氫氣產(chǎn)量；
2JfPSA提氫單元置于整個工藝流程最后，原料氣依次經(jīng)過凈化裝置、液化分離裝置及PSA提氫裝置，避免了現(xiàn)有工藝中PSA提氫裝置的真空解析氣(即被PSA提氫裝置吸附了的富甲烷氣)，需二次增壓以滿足后序富甲烷氣液化分離系統(tǒng)對壓力要求的情況，省去了二次壓縮系統(tǒng)，減少了不必要的動力消耗，總體投資和運行費用均有較大降低；
3、可同時生產(chǎn)氫氣及LNG，二者均具有很高的市場價值，還可以滿足其他需氫項目對氫氣的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
圖2是實施例3的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0013]參看圖1，本發(fā)明的低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，包含以下步驟:
(1)將煤氣先經(jīng)除 塵，使用螺桿壓縮機進行初加壓，再使用往復(fù)壓縮機進行壓縮，然后按照設(shè)定的目標(biāo)產(chǎn)氫量分成2部分,一部分直接制氫，另一部分制備氫氣并聯(lián)產(chǎn)LNG產(chǎn)品；
(2)將步驟(1)所得的一部分煤氣，先進行脫硫、轉(zhuǎn)化和變換反應(yīng)后，送至PSA制氫裝置提氫，制得純氫產(chǎn)品；所述脫硫可采用干法脫硫，脫硫劑采用氧化鋅或中溫鐵錳脫硫劑。所述煤氣轉(zhuǎn)化，可在催化劑存在的條件下，使煤氣中的CH4與注入系統(tǒng)內(nèi)的水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2 ;所述變換工序?qū)⑥D(zhuǎn)換生成的CO連通原料煤氣中的CO采用耐硫低溫變換技術(shù)，在溫度為180~360°C、壓力為I~8 MPa條件下，完成CO變換反應(yīng)得到變換氣，此過程中，CO經(jīng)過變換，與水蒸氣反應(yīng)生成CO2和H2,由此提高氫氣的產(chǎn)量；經(jīng)PSA提純之后獲得產(chǎn)品氫氣，該產(chǎn)品氫氣的純度可達99.95%以上；
(3)將步驟(1)所得的另一部分煤氣，先采用耐硫低溫變換技術(shù)，在溫度為180~360°C、壓力為I~8 MPa條件下，完成CO變換反應(yīng)得到變換氣，即將CO變換為H2及CO2 ；之后進行低溫甲醇洗脫碳，制得凈化氣進行深冷分離，分離后得到氫氣及LNG產(chǎn)品。所述深冷分離出的氫氣送PSA提氫裝置進一步提純。為保證產(chǎn)品氫氣純度達到99.95%以上，原料氣的深冷液化分離可采用混合制冷液化工藝和低溫精餾分離工藝。即將凈化合格的原料氣進入液化分離單元，在冷箱中液化，并借助于高、低壓精餾塔的雙塔精餾流程分離氫氣、一氧化碳、氮氣等雜質(zhì)氣體。其中，液化冷箱所需冷量由混合制冷劑循環(huán)系統(tǒng)提供，混合制冷劑由Cl~C5和N2 (通常選自C1、C2、C3、C4和C5鏈烷烴和N2中的四種、五種或六種，它們按照任意體積比例或按照大約等同的體積比例)組成，利用各組分沸點的不同在冷箱中冷卻并經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流、降溫后，作為返流制冷劑返回冷箱的冷端，一次冷卻不同溫區(qū)的原料氣及正流制冷劑，返流制冷劑復(fù)熱后返回到混合制冷劑壓縮機壓縮。
[0014]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0015]實施例1
本實施例低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法是，某種低溫?zé)峤饷簹?，其成分組成見表I，設(shè)計煤氣處理量為2.0XlO5 NmVh,目標(biāo)需氫量為1.02 X IO5 NmVh，據(jù)此劃分兩部分煤氣體積百分比為12%: 88%，分別按各自流程進行熱節(jié)。將原料煤氣先經(jīng)除塵、初加壓(采用螺桿壓縮機)和壓縮(采用往復(fù)壓縮機)后，一部分(12%)經(jīng)干法脫硫后，經(jīng)甲烷轉(zhuǎn)化裝置、一氧化碳變換裝置后，送往PSA提氫裝置提取氫氣。另一部分(88%)送往變換裝置進行一氧化碳變換后，進行低溫甲醇洗脫除酸性氣體，然后送往深冷分離裝置進行分離，制得氫氣和LNG產(chǎn)品，將深冷分離出的氫氣送PSA提氫裝置進一步提純。所得產(chǎn)品中，氫氣產(chǎn)品純度為99.98%，LNG產(chǎn)品中甲烷體積百分比含量為92.3%，LNG總單位能耗為0.51 kff.h/Nm3。
[0016]表1低溫?zé)峤饷簹饨M成
【權(quán)利要求】
1.一種低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，其特征在于:包含以下步驟: (1)將煤氣先經(jīng)除塵初加壓和壓縮，而后按照設(shè)定的目標(biāo)產(chǎn)氫量分成2部分，分別用于直接制氫和制備氫氣并聯(lián)產(chǎn)LNG ； (2)將步驟(1)所得的一部分煤氣，進行脫硫、轉(zhuǎn)化和變換反應(yīng)后，進行PSA提氫，制得純氫產(chǎn)品； (3)將步驟(1)所得的另一部分煤氣，先進行變換反應(yīng)，將CO變換為H2及CO2，之后進行低溫甲醇洗脫碳，制得凈化氣送深冷分離，分離后得到氫氣及LNG產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，初加壓裝置使用螺桿壓縮機，壓縮裝置使用往復(fù)壓縮機。
3.如權(quán)利要求1所述的低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，優(yōu)選地，脫硫采用干法脫硫，脫硫劑采用氧化鋅或中溫鐵錳脫硫劑。
4.如權(quán)利要求1所述的低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，其特征在于:所述步驟(2)、(3)中，在變換工序，采用耐硫低溫變換技術(shù)，在溫度為180~360°C、壓力為I~8 MPa條件下，完成CO變換反應(yīng)得到變換氣。
5.如權(quán)利要求1所述的低溫?zé)峤饷簹庵茪渎?lián)產(chǎn)LNG的方法，其特征在于:所述步驟(3 )中，將深冷分離 出的氫氣送PSA提氫裝置進一步提純。
【文檔編號】C01B3/50GK103803492SQ201410054505
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】朱書成, 白太寬, 張立新, 曹國超 申請人:河南龍成煤高效技術(shù)應(yīng)用有限公司