[实用新型]一种焦炉煤气低温精馏生产液化天然气的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及属于环境治理和能源生产领域，尤其涉及工业废气制备液化天然气技术领域，特别涉及一种焦炉煤气低温精馏生产液化天然气的装置。

背景技术

焦炉煤气是炼焦过程的副产物，我国焦化企业每年排放的焦炉气约为600亿立方米，其组成比较复杂，主要成分包括：H₂、CH₄、CO₂、CO、N₂、O₂、H₂O及其它烃类和硫化物等，通常焦炉煤气经预处理脱掉水、重烃和微量杂质，进入甲烷化单元处理，主要得到CH₄、H₂和N₂，其中甲烷约占混合气体的60％左右，制备液化天然气需要分离出更高浓度的甲烷气体，最终液化，制备液化天然气。

目前甲烷化后甲烷分离技术(主要是CH₄、H₂和N₂)有膜分离、变压吸附和低温精馏。膜分离技术操作简单、能耗少，但是分离效果比较差，变压吸附法难以分离CH₄和N₂，且投资费用高，而低温精馏技术可以直接分离出高纯度的甲烷。

液化天然气(LNG)是当今世界增长最快的一种能源，液化天然气的生产是为了解决天然气运输和存储问题。通常液化天然气多存储在温度为112K、压力为0.1MPa左右的低温储罐内，其密度为标准状态下甲烷的600多倍，体积能力密度为汽油的72％，十分有利于运输和存储。液化天然气还广泛用于天然气调峰装置上。由于液化天然气临界温度低，无法仅靠加压将其液化，天然气液化技术主要是冷却介质的选择和工艺流程配置，按工艺流程分：有单混合制冷工艺流程和双复迭式制冷工艺流程，氮气膨胀制冷循环流程工艺简单，设备数量少，装置占地面积小；丙烷/混合制冷工艺流程、工艺较复杂，设备数量多，装置占地面积较大。

目前国内有西南化工研究设计院申请的焦炉煤气制备液化天然气专利技术(CN101709238A)，其主要包括甲烷化反应、精馏分离和液化步骤，该专利申请采用先精馏分离出高纯度的甲烷气体，再液化，其普通精馏甲烷回收率仅为91.4％，而抽真空精馏甲烷回收率也只有97.1％。甲烷属于甲类危险物质，甲烷气体抽真空不仅对设备本身要求高，而甲烷抽真空一旦有泄漏，极易造成爆炸危险，该专利液化采用甲烷压缩、节流制冷，对压缩机防爆等级要求高，且液化过程还需要外界补充一部分冷量，才能到达液化的效果。而国外有关焦炉煤气制备液化天然气技术尚未见到报道。

因此，用焦炉煤气制备液化天然气就需要提供安全可靠长周期运行的工艺流程和提高液化天然气回收率的方法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对焦炉煤气制备液化天然气所存在的问题而提供一种用低温精馏从焦炉煤气甲烷化后的混合物中直接生产液化天然气，无需再液化，经冷却、减压可以得到不同压力的液化天然气的焦炉煤气低温精馏生产液化天然气的装置，该装置也可从含有甲烷、氮气和氢气混合气中生产液化天然气，且可以有效的提高甲烷的回收率，通过采用氮气增压膨胀，合理分配膨胀量能有效减少氮气循环量，降低工艺能耗。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：