[发明专利]一种以焦炉煤气为原料生产液化天然气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以焦炉煤气为原料生产液化天然气的方法。

背景技术

液化天然气(LNG)是一种新型、清洁、高效的绿色能源，具有热值大、性能高和方便储运等优点，主要成分由甲烷(纯度80％以上)组成。LNG兼有LPG的灵活和天然气较为稳定的价格，又具有与管输天然气完全互换的特性。因此，LNG在我国出现的时间虽然不长，但已经显示其强大的生命力和良好的市场前景。其不仅可以作为大城市的调峰和备用气源，还可用于中小城镇LNG小区气化、LNG和L-CNG燃气汽车、瓶装LNG、LNG制冷、工业燃气等。

目前生产液化天然气(LNG)的方法比较多，可以采用天然气、煤层气以及煤制气等多种原料气通过深冷分离的方法生产。但以焦炉煤气为原料生产液化天然气(LNG)的方法还未发现。

传统的方法是由气田中自然开采出来的天然气经净化和液化(-162℃)后生产液化天然气，液化后其体积只有液化前的1/625。但天然气属我国较为稀缺的洁净燃料，目前国内需求旺盛，缺口很大。预计2010年我国天然气产量将达到800亿Nm³，存在200亿Nm³的缺口。2015年我国天然气需求将达1200亿Nm³，而国内生产能提供的只有1600亿Nm³，供应缺口达400亿Nm³；而到2020年，我国天然气供应缺口将至少达到800亿Nm³。因此，国家发改委发改能源[2007]2155号文件《天然气利用政策》第六条第(七)小条规定：明确禁止以大、中型气田所产天然气为原料建设LNG项目。

以煤层气为原料可以生产液化天然气。近两年来，以晋城市为代表，山西省开工建设了多套以煤层气为原料生产液化天然气的装置。煤层气气井的分布具有偏散小的特点：偏——气源远离大型工业区，远离大城市居民区；散——气井大面积分布、不集中、气源形不成规模；小——单井产量不够大，储量有限，可开采期短。以焦炉煤气为原料生产液化天然气经检索未发现相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种以焦炉煤气为原料生产液化天然气的方法。

焦炉煤气是煤炭干馏成焦过程中的副产物，主要成分为：H₂ 55-59％；CH₄24-26％；CO 6-8.5％；C_nH_m 2.0-2.5％；CO₂ 1.5-2.5％；N₂ 3-3.5％；O₂ 0.3-0.8％。据山西省统计局统计，2007年山西焦炭产量达9897万吨，按每吨焦炭生产400Nm³焦炉煤气计算，每年可产焦炉煤气约400亿Nm³，其中富裕焦炉煤气量达240亿Nm³以上，利用率不足15％，其余的都点了“天灯”或直接排空，相当于每年至少损失1400多万吨原煤，还要向空中排放大量有毒有害气体和粉尘。如采用本发明将富裕的煤气全部用于生产LNG，每年可生产LNG约85亿Nm³，相当于西气东输气量的70％。不仅可以变废为宝，而且可以节能减排、改善环境、缓解天然气供应紧张，具有经济和社会双重效益。

本发明将焦炉煤气首先经预处理，使其所含的焦油、萘、苯等杂质得到深度净化，再经压缩和脱硫后，采用甲烷化的方法使其中的碳氧化合物(CO、CO₂)在富氢的环境下转化为CH₄，使焦炉煤气中的CH₄含量达到43％～45％，再通过深冷分离过程得到含CH₄85％以上的LNG产品。其余不凝气体是一种富氢气体，氢气纯度可以达到80％以上，可进一步通过PSA分离技术得到纯度为99％以上的氢气，是优质的化工原料气。剩余的解吸气可作为人工燃气(热值2270kcal/Nm³)。

本发明的制备方法包括如下步骤：

(1)经焦化厂初步净化的焦炉煤气经风机升压后进入预处理工序，进一步脱除其所含的焦油、萘、苯、NH₃和HCN杂质，得到净焦炉煤气；脱除所得的焦油、萘、苯、NH₃和HCN杂质进行回收，得到萘、苯和含有焦油、NH₃和HCN杂质的废水，含有焦油、NH₃和HCN杂质的废水进入水净化处理系统；

(2)净焦炉煤气经压缩机升压后先经水解、粗脱硫，再经精脱硫后进入甲烷化工序；