一種補充二氧化碳提高裝置安全性及產率的焦爐煤氣制lng方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種補充二氧化碳提高裝置安全性及產率的焦爐煤氣制LNG方法。
【背景技術】
[0002] 我國是焦炭生產大國，年生產能力在3億噸之上，每噸焦炭副產焦爐氣約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、 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，得到甲燒純度的產品氣。
[0011] CN103409187A"-種利用焦爐氣制備SNG或LNG無循環氣的甲燒化工藝"，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 干個串聯的甲燒化主反應器，用副產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 過程中產生富甲燒馳放氣；液化天然氣進儲罐時因液柱和壓力降產生的閃蒸氣及儲罐吸熱 產生的蒸發氣；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，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《SYT6933. 1-2013天然氣液化工廠設計建造和運行規范第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，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、凈化工序在調節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流量調節嚴重滯后，極易造成 液化工序冷箱堵塞，全廠裝置事故停車。

【發明內容】

[0018] 本發明的目的是提供一種補充二氧化碳提高裝置安全性及產率的焦爐煤氣制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品穩定，提高甲燒產率，同時可避免液化工序冷箱堵塞，防止停 車事故發生。
[0019] 本發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的甲燒化反應器。
[0024] 上述的方法中，優選地，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個串聯的甲燒化反應器；優選地，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個串聯的甲燒化反應器或3個串聯的甲燒 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，其中f=(叫2-而。2)/柏。+而。2)， 式中n表示摩爾數。具體地，碳氨比f可為3. 06和3. 27之間的任意數、3. 27和3. 34之間 的任意數、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至主甲燒化裝置，優選地，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節CO2的補充量，要實現焦爐煤氣甲燒化 工序出口C〇2濃度的控制，整個工藝系統控制調節時間大于20分鐘。而采用本發明方法，當 焦爐煤氣甲燒化工序出口C〇2濃度不合格時，僅需調節輔助甲燒化裝置中CO2的補充量，即 可實現焦爐煤氣甲燒化工序出口C〇2濃度的控制，整個工藝系統控制調節時間小于1分鐘。 陽037] 本發明具有如下有益效果：
[0038] 本發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，可控制甲燒化產品氣中二氧化碳含量，使 焦爐煤氣甲燒化系統容易控制、產品氣品質高，確保了整個甲燒化過程受前工序影響小，產 品質量穩定。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發明中焦爐煤氣制LNG的工藝示意圖。 W40] 圖2為實施例1中利用本發明方法制LNG的工藝示意圖。
[0041] 圖3為實施例2中利用本發明方法制LNG的工藝示意圖。
[0042] 圖4為實施例3中利用本發明方法制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，均可從商業途徑得到。
[0045] 下面結合說明書附圖中的圖1對本發明做進一步說明。
[0046] 如圖1所示，本發明焦爐煤氣制LNG包括如下步驟：
[0047] (1)將焦爐煤氣原料氣經過凈化后，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