一種低溫干餾煤氣制天然氣并聯產lpg的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于天然氣技術領域，特別涉及一種低溫干餾煤氣制天然氣并聯產LPG的裝置。
【背景技術】
[0002]天然氣作為一種高效、清潔、安全的化石能源，在全球能源消費中的比例逐年上升；隨著人們環保意識的增強以及生活質量的提高，天然氣的需求量逐年加大，利用儲量相對豐富的煤炭資源，深入開發煤的低溫干餾聯產技術，利用熱值較低的干餾煤氣，將之轉變成環境友好的天然氣，同時富產煤焦油和蘭炭，不僅實現了煤炭資源的綜合利用，同時也緩減了我國油氣資源相對短缺的現象，且符合煤的清潔高效利用技術路線。
[0003]煤的低溫干餾所產生的煤氣中甲烷含量較少，煤氣熱值低，直接從煤氣中提純甲烷的工藝成本較高，且能源利用率低，不利于工業化放大；煤在低溫干餾過程中會生成大量的比和CO，同時也生成附加值較高的高級烴類等寶貴資源，通常這些高級烴類由于含量相對較少不能夠有效利用而是直接作為廢氣排放或者點“天燈”，這不僅造成資源浪費，而且不符合煤炭的清潔利用路線。

【發明內容】

[0004]為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種低溫干餾煤氣制天然氣并聯產LPG的裝置，具有能耗低、操作方便，同時能夠實現煤的清潔高效利用。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0006]一種低溫干餾煤氣制天然氣并聯產LPG的系統，包括低溫干餾多聯產單元I，低溫干饋多聯產單元I的干饋煤氣出口與蘭炭過濾罐單元2的氣體入口連接，蘭炭過濾罐單元2的氣體出口與加氫單元3的氣體入口相連，加氫單元3的氣體出口與精脫硫單元4的氣體入口連接，精脫硫單元4的氣體出口與液化分離單元5的氣體入口連接，液化分離單元5的氣體出口與甲烷化單元6的氣體入口連接，甲烷化單元6的氣體出口與變壓吸附單元7的氣體入口連接，精脫硫單元4通過跨線與變壓吸附單元7相連。
[0007]所述低溫干餾多聯產單元I是將備煤系統送來的低階煤通過隔絕空氣在400-600°C加熱，副產蘭炭、煤焦油和干餾煤氣，其中預處理后的干餾煤氣的組分按體積比包括有 CH4含量 28-40 %，CO 含量 10-15 %，H 2含量 25-40 %，CO 2含量 5-10 %，C 2H6含量2-8%，C2H4含量 1-4%，C 3H6含量 0.5-3%, C 3HS含量 0.4-2.5%, C 4HS含量 0.2-2%，H 2S 含量 2000-6000ppm 以及 NH3含量 300_800ppm ；
[0008]所述蘭炭過濾罐單元2是利用低溫干餾煤多聯產單元I富產的蘭炭進行過濾吸附，主要是將預處理后的干餾煤氣進行粗脫硫和脫氨，以降低后續精脫硫工段的負荷；
[0009]所述加氫單元3采用鐵鉬加氫催化劑，將煤氣中的所有不飽和烴轉變成對應的飽和烴類，同時將有機硫轉變成H2S ;
[0010]所述精脫硫單元4采用干法脫硫工藝，利用固體ZnO脫硫，將原料氣中的H2S含量降低到〈0.1PPm，以保證甲烷化催化劑不會產生因硫中毒而出現的催化劑活性降低的工況；
[0011]所述液化分離單元5采用加壓液化分離技術，利用包括丙烷和丁烷之類的高級烴類的飽和蒸氣壓較低的特性，提高系統壓力至1.5-3.5MPa，將丙烷和丁烷之類的高級烴液化分離裝罐制備成產品LPG，其中液化分離后的煤氣中組分按體積比包括=CH4含量30-45 %，CO 含量 10-16 %，H2含量 30-56 %，CO 2含量 5-11% ；
[0012]所述甲烷化單元6采用低鎳含量的甲烷化催化劑，利用甲烷化催化劑將原料氣中的有效組分:H2、CO和0)2發生甲烷化反應，其生成的甲烷濃度可達到75-95% ;
[0013]所述變壓吸附單元7通過變壓吸附工藝得到高濃度的甲烷，并裝罐制備成產品LNG,同時富產高純度氫氣；可以根據工況條件，通過跨線將精脫硫后的潔凈煤氣直接與變壓吸附單元7連接，生產高純度氫氣，以便提供甲烷化單元6的催化劑還原所需要的氫氣。
[0014]本實用新型的優點:
[0015]采用煤的低溫干餾多聯產技術，實現了低階煤的清潔高效利用，生產高熱值的壓縮天然氣并聯產LPG。該系統生產的干餾煤氣在甲烷化單元之前先進行加壓液化分離，將干餾煤氣中的丙烷、丁烷等高級烴類直接制備成LPG，實現了碳的高效利用，同時，大量高級烴的有效利用，大大降低了甲烷化工段的碳負荷，提高了甲烷化催化劑熱穩定性，延長了甲烷化催化劑的壽命；本系統利用跨線直接將精脫硫后的潔凈煤氣通過變壓吸附工藝生產高純度的氫氣，解決甲烷化催化劑還原時所需高純氫氣的需求，并且利用高純度氫氣對低溫干餾多聯產系統生產的煤焦油進行加氫提質以得到高級油品；該系統直接利用低溫干餾多聯產系統生產的蘭炭過濾吸附預處理后的干餾煤氣，處理效率高，有效降低了干餾煤氣中的雜質，大大降低了能耗。
【附圖說明】
[0016]附圖是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0018]參照附圖，一種低溫干餾煤氣制天然氣并聯產LPG的系統，包括低溫干餾多聯產單元I，低溫干饋多聯產單元I的干饋煤氣出口與蘭炭過濾罐單元2的氣體入口連接，蘭炭過濾罐單元2的氣體出口與加氫單元3的氣體入口相連，加氫單元3的氣體出口與精脫硫單元4的氣體入口連接，精脫硫單元4的氣體出口與液化分離單元5的氣體入口連接，通過液化分離單元5制備出高濃度的LPG產品，液化分離單元5的出口與甲烷化單元6的氣體入口連接，甲烷化單元6的氣體出口與變壓吸附單元7的氣體入口連接，通過變壓吸附單元7分離出高濃度的甲烷裝罐得到LNG ;精脫硫單元4通過跨線與變壓吸附單元7相連，精脫硫單元4處理后的潔凈煤氣通過跨線直接與變壓吸附單元7相連接分離出高純度的氫氣，其中直接供給甲烷化工段的催化劑還原，得到高度分散的單質鎳，同時富產的氫氣供給低溫干餾多聯產工段，對煤焦油進行焦油加氫生產高級油品。
[0019]所述低溫干餾多聯產單元I是將備煤系統送來的低階煤通過隔絕空氣在400-600°C加熱，副產蘭炭、煤焦油和干餾煤氣，其中預處理后的干餾煤氣的組分按體積比包括有 CH4含量 28-40 %，CO 含量 10-15 %，H 2含量 25-40 %，CO 2含量 5-10 %，C 2H6含量2-8%，C2H4含量 1-4%，C 3H6含量 0.5-3%, C 3HS含量 0.4-2.5%, C 4HS含量 0.2-2%，H 2S 含量 2000-6000ppm 以及 NH3含量 300_800ppm ；
[0020]所述蘭炭過濾罐單元2是利用低溫干餾煤多聯產單元I富產的蘭炭進行過濾吸附，主要是將預處理后的干餾煤氣進行粗脫硫和脫氨，以降低后續精脫硫工段的負荷；
[0021]所述加氫單元3采用鐵鉬加氫催化劑，將煤氣中的所有不飽和烴轉變成對應的飽和烴類，同時將有機硫轉變成H2S ;
[0022]所述精脫硫單元4采用干法脫硫工藝，利用固體ZnO脫硫，將原料氣中的H2S含量降低到〈0.1PPm,以保證甲烷化催化劑不會產生因硫中毒而出現的催化劑活性降低的工況；
[0023]所述液化分離單元5采用加壓液化分離技術，利用包括丙烷和丁烷之類的高級烴類的飽和蒸氣壓較低的特性，提高系統壓力至1.5-3.5MPa，將丙烷和丁烷之類的高級烴液化分離裝罐制備成產品LPG，其中液化分離后的煤氣中組分按體積比包括=CH4含量30-45 %，CO 含量 10-16 %，H2含量 30-56 %，CO 2含量 5-11% ；
[0024]所述甲烷化單元6采用低鎳含量的甲烷化催化劑，利用甲烷化催化劑將原料氣中的有效組分:H2、CO和0)2發生甲烷化反應，其生成的甲烷濃度可達到75-95% ;
[0025]所述變壓吸附單元7通過變壓吸附工藝得到高濃度的甲烷，并裝罐制備成產品LNG,同時富產高純度氫氣；可以根據工況條件，通過跨線將精脫硫后的潔凈煤氣直接與變壓吸附單元7連接，生產高純度氫氣，以便提供甲烷化單元6的催化劑還原所需要的氫氣。
[0026]上述各單元均是化工行業、不同工藝段常規使用的裝置，該專利是采用新的工藝設計路線和新的工藝參數實現低溫干餾煤氣制天然氣并聯產氫氣。
[0027]本實用新型的工作原理為:
[0028]低溫干餾多聯產單元I是將備煤系統送來的低階煤通過隔絕空氣在400-600°C加熱，副產蘭炭、煤焦油和干餾煤氣；將預處理后的干餾煤氣通過蘭炭過濾罐單元2進一步凈化，以除去干餾煤氣中的氨氣以及少量的硫化物等有機物；通過加氫單元3將煤氣中的所有不飽和烴轉變成對應的飽和烴類，同時將有機硫轉變成H2S ;通過精脫硫單元4將原料氣中的H2S含量降低到〈0.1PPm ;將煤氣中的丙烷、丁烷等高級烴通過液化分離單元5液化分離制備成LPG產品；將原料氣中的有效組分如氫氣、一氧化碳和二氧化碳通過甲烷化單元6發生甲烷化反應，其生成的甲烷濃度達到75-95% ;變壓吸附單元7采用變壓吸附工藝分離提純得到高濃度的甲烷并加工成產品LNG，工作初期利用跨線將精脫硫后的潔凈煤氣直接與變壓吸附單元7連接，生產的高濃度氫氣直接供給甲烷化催化劑的還原消耗。
【主權項】
1.一種低溫干餾煤氣制天然氣并聯產LPG的系統，其特征在于，包括低溫干餾多聯產單元(1)，低溫干餾多聯產單元(I)的干餾煤氣出口與蘭炭過濾罐單元(2)的氣體入口連接，蘭炭過濾罐單元(2)的氣體出口與加氫單元(3)的氣體入口相連，加氫單元(3)的氣體出口與精脫硫單元(4)的氣體入口連接，精脫硫單元(4)的氣體出口與液化分離單元(5)的氣體入口連接，液化分離單元(5)的氣體出口與甲烷化單元(6)的氣體入口連接，甲烷化單元(6)的氣體出口與變壓吸附單元(7)的氣體入口連接，精脫硫單元(4)通過跨線與變壓吸附單元(7)相連。
【專利摘要】一種低溫干餾煤氣制天然氣并聯產LPG的裝置，包括依次串聯的低溫干餾多聯產單元、凈化單元、液化分離單元、甲烷化單元和變壓吸附單元，以及精脫硫單元通過跨線與變壓吸附單元相連；本系統在甲烷化反應之前先通過低溫干餾多聯產、凈化、液化分離工藝將低溫干餾煤氣中的丙烷、丁烷以及高級烴類直接加壓液化分離制備出產品LPG，提高了碳的利用率，延長了甲烷化催化劑壽命，并降低了后續甲烷化工段負荷；同時該工藝副產的氫氣解決了甲烷化催化劑還原時需要高純氫氣的需求；實現了低階煤的高效分級利用，工藝流程簡單、能耗低、可操作性強。
【IPC分類】C01B3/50, C10L3/08, C10L3/12
【公開號】CN205115410
【申請號】CN201520811311
【發明人】王曉龍, 何忠, 郜時旺, 肖天存, 馮向程
【申請人】中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司, 中國華能集團公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月19日