[发明专利]焦炉煤气制取液化天然气的分离工艺和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体液化分离工艺及设备，特别涉及一种利用焦炉煤气制 取液化天然气的分离工艺和设备。

背景技术

我国是世界上最大的焦炭生产、消费和出口国，2004年焦炭产量为2.24 亿吨，占全球产量的56％，同时伴生700多亿立方米的焦炉煤气(尾气)。这 些焦炉煤气其中一半用于回炉助燃，另一半需要有专门的装置回收。由于我国 焦化产业只注重焦炭生产而忽略化工产品回收，焦化生产主要副产品焦炉煤气 (尾气)大量直接燃烧放散——俗称“点天灯”。由此造成的经济损失达数百亿 元，造成稀缺资源的极大浪费；同时对环境也造成极大的污染。在山西的焦炭 集中产地，空气中都弥漫着浓浓的焦煤气味，有时候甚至遮天蔽日。据专家测 算，按照我国年焦炭总产量计算。每年自白烧掉的焦炉煤气(尾气)300多亿 立方米，相当于国家“西气东输”设计年输气量的2倍多。

焦炉煤气中含有大量的H₂、CH₄、CO等可燃气体，如果将这些气体加以合理 的利用，既可以缓解国内能源不足的现状，又可以减轻工业生产带来的环境污 染。焦炉煤气(尾气)可以作燃料，如作为城市燃气、发电，又可以作为化工 原料，如合成氨、甲醇、二甲醚等；还可以直接还原铁，甚至用于合成油。只 要能加以综合利用，焦炉煤气(尾气)的经济价值数以百亿元计。

液化天然气(LNG)技术从上世纪六十年代开始商业化，至今已有三、四十 年的历史，是当今世界能源供应中成长速度最快的品种，在世界燃气市场中占 6.5％份额。预期今后十年内LNG的年增长速度可达7％，大致为全球天然气生 产增速的两倍，为原油增长速度的3倍。到2010年可达1.8～2亿吨/年。但是， 目前还没有从焦炉煤气(尾气)或浓缩后的焦炉煤气(如提氢后的尾气)中制 取液化天然气的液化分离工艺及设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从焦炉煤气(尾气)或浓缩后的焦 炉煤气(如提氢后的尾气)中制取液化天然气的液化分离工艺及设备。使用该 工艺及设备得到的液化天然气产品纯度可以达到99.8％以上，整套设备工艺简 单、操作方便，能很好地解决焦炉煤气的回收问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种焦炉煤气制取液 化天然气的分离工艺，包括如下工艺步骤：

A、焦炉煤气原料气首先经压缩制冷设备压缩冷却；

B、经过压缩冷却的焦炉煤气进入换热器组交换热量，使焦炉煤气中的甲 烷大部分变为液体；

C、含有大量液体甲烷的焦炉煤气从换热器组出来后进入分馏塔分馏，得 到液化天然气。

其中，所述分馏塔塔底的液体进入塔底的再沸器，再进入一过冷器，成为 液化天然气产品；分馏塔上部出来的气体直接出分馏塔进入过冷器复温；所述 分馏塔上部的气体进入所述换热器组复温；所述换热器组的冷量由制冷设备提 供；所述制冷设备为膨胀制冷系统或混合工质制冷设备。

本发明还提供了一种焦炉煤气制取液化天然气的分离设备，包括原料气压 缩设备、制冷设备和液化分离设备，所述液化分离设备包括依次换热器依次相 接的换热器组和分馏塔，原料气压缩设备与液化分离设备通过管道连接，原料 气换热器通过制冷管路与制冷设备相连。

所述制冷设备包括气体膨胀制冷设备或混合工质制冷设备；所述分馏塔的 顶部设有冷凝器，底部设有再沸器；所述分馏塔上部的气体管路进一步连接换 热器组。

本发明所能达到的有益效果是：本发明结合我国焦炉煤气利用的现状提出 采用低温精馏液化的方法，将甲烷从焦炉煤气中分离出来，制成液化天然气。 使焦炉煤气的附加值大大提高，同时LNG产品可以极大地方便运输和利用。液 化分离的设备具有结构简单、工艺流程易操作等优点。而且得到的液化天然气 纯度可以达到99.8％以上。

附图说明

图1为本发明实施例一气体双路膨胀制冷循环制取LNG的一种流程示意图；

图2为本发明实施例一气体单路膨胀制冷循环制取LNG的一种流程示意图；

图3为本发明实施例二混合工质制冷循环制取LNG的一种流程示意图。

具体实施方式

实施例一：