[发明专利]一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及焦炉煤气的净化及液化生产，具体涉及以焦炉煤气为原料加压脱油、粗脱硫、精脱硫、脱酸、脱水、深冷液化分离，最后PSA提氢而制取LNG并联产氢气的工艺方法。

背景技术

液化天然气（LNG）的主要成分为甲烷，具有热值高（＞31.4MJ/Nm³）和方便贮运的特点，可用于城市燃气供给、调峰和备用气源，燃气汽车、瓶装燃气、基础化工原料、工业燃气等。

焦炉煤气是焦化厂煤炭干馏成焦过程中的主要副产物之一，主要成分有氢气、甲烷、CO、CO₂等，其杂质有焦油、萘、苯、硫化氢、有机硫等。现有焦炉煤气的处理多采用如附图1所示的流程，依次经水洗脱油洗萘、脱硫，而后再经PSA提氢装置提取原料气中的氢气，最后液化分离制LNG。由于PSA提氢过程中甲烷气即解吸气压力为常压，为满足下一工段的工艺要求，需增加一套压缩装置增压，因此增加了动力消耗。另外，由于氢气的需求量也在不断增加，有着广阔的市场，故本发明提出了一种新的工艺流程。

发明内容

本发明提供了一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法。

本发明的目的是这样实现的：一种焦炉煤气制LNG并联产氢气的工艺方法，按以下步骤顺次进行：

a）原料气压缩及常温脱油脱萘

该步骤包括：来自界区外的焦炉煤气(原料气)经一台压缩机(即一级压缩机)一级压缩(例如升压至0.1～0.5MPa)并进入粗脱油脱萘器中进行初步脱油脱萘，然后经过另一台压缩机(即二级压缩机，或二级和三级压缩机)继续升压(例如至0.45～3.0MPa)并进入到精脱油脱萘器中进一步脱油和脱萘。

来自界区外的焦炉煤气在送到后序工段之前应先除去可能对后工段造成危害的萘、焦油、粉尘等易凝或易结晶的物质。经焦炉煤气压缩机一级压缩后的原料气进入粗脱油脱萘器(可填充2个至16个、优选4-14个、更优选6-14个、特别优选8-12个吸附剂床层，该吸附剂优选是活性炭)中，以活性炭为吸附剂粗脱油脱萘，后经压缩机二级（或二级和三级）继续升压后，送入精脱油脱萘器(可填充2个至16个、优选4-14个、更优选6-14个、特别优选8-12个吸附剂床层，该吸附剂也可以是活性炭)进一步脱油和脱萘。其中经过初步脱油和脱萘之后，焦油含量小于5mg/Nm³，优选小于2mg/Nm³，和萘含量小于50mg/Nm³，优选小于30mg/Nm³，更优选小于20mg/Nm³，进一步优选小于10mg/Nm³；以及其中经过精脱油脱萘之后焦油含量小于1mg/Nm³，更优选小于0.5mg/Nm³，和萘含量小于5mg/Nm³，再进一步优选小于1mg/Nm³，最优选小于0.5mg/Nm³。最优选，在精脱油脱萘后原料气中焦油和萘的总含量＜1mg/Nm³。精脱油和脱萘的目的是保护后工序加氢转化催化剂。

粗脱油脱萘器中活性炭吸附饱和后需再生：利用加热至250℃～350℃左右的过热蒸汽将精脱油脱萘器进行加热到220～320℃以上，再用常温氮气进行冷吹降温到40℃左右，冷吹气送出界外。在正常工况下吸附剂约半年更换一次。

b）粗脱硫

粗脱硫工艺有干法、湿法多种流程，在本发明中可以采用本领域已知的这些方法中的任何一种。湿法脱硫中的物理吸收有碳酸丙烯脂法、低温甲醇洗、聚乙二醇二甲醚等。优选地，采用干法脱硫。该步骤包括：脱油脱萘后的焦炉气(即原料气)送入粗脱硫装置(例如粗脱硫塔)中，采用干法脱硫工艺，脱硫塔内采用活性炭作为脱硫吸附剂，将焦炉气中的无机硫(即无机含硫化合物)脱除。粗脱硫难以脱除有机硫(即有机含硫化合物)，需要在后续的c)阶段中采用加氢转化工艺将有机硫转化(例如转化为无机硫)之后进一步脱除。

c）加氢转化和精脱硫