[发明专利]以干馏煤气为原料经自主补碳生产液化天然气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产液化天然气的方法，进一步地是以干馏煤气为原料，经过进行补碳实现生产液化天然气的方法。

背景技术

天然气是一种优质、高效、清洁的低碳能源。目前，天然气占我国一次能源消费比重为4.6%，与国际平均水平（23.8%）差距较大。2010年我国天然气消费量为1075亿Nm³，对外依存度已超过15%，到2015年将达2300亿Nm³，对外依存度超过35%。因此，加快天然气产业发展，提高天然气在一次能源消费中的比重，对我国调整能源结构、提高人民生活水平、促进节能减排、应对气候变化具有重要的战略意义。

LNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写。LNG是将常压下气态的天然气冷却至-162℃以下，使之凝结成液体。天然气液化后体积缩小约600倍，大大节约储运空间和成本，且具有热值大、性能高等特点。LNG作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，在能源供应中的比例迅速增加。目前，LNG正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。

煤炭燃烧是我国目前乃至今后相当长时间获取能源的主要方式，大量煤炭的直接燃烧，导致我国大气环境污染严重，雾霾天气频发，同时未有效利用煤中化学品，浪费严重，导致过程经济性差。因此对燃用煤炭实施干馏（拔头），充分回收煤中所含化学品，已在业内高效梯级利用煤炭方面形成广泛共识。

煤炭干馏气经化产回收后，主要成分为H₂、CH₄、CO、CO₂、N₂、C_mH_n等，经深度净化、甲烷化、深冷液化等工序可用于生产液化天然气（LNG），从而提高干馏煤气的附加值，使干馏煤气得以有效利用。但是无论是高温干馏煤气，还是中温干馏煤气，均存在H₂含量过剩，氢碳比不符合甲烷合成气的摩尔比要求。现有高温干馏技术如冶金焦生产，其干馏煤气中H₂含量达50%以上，碳含量约10%，氢碳比高达5以上；现有中温干馏技术如兰炭（中温）生产，其干馏煤气中H₂含量达40%以上，氢碳比达3.5以上。

欲将过剩氢气完全反应必须对干馏煤气补碳。通常采用煤炭气化补碳，为降低甲烷合成气中的含氮量，需空分制纯氧作为气化剂。如现有固定床纯氧煤气化补碳技术，以焦炭或无烟煤为原料，纯氧、CO₂或水蒸气为气化剂，需配套纯氧生产装置和变压吸附（PSA）装置；再如规模较大的德士古粉煤气化技术，单台炉投资达数亿元，并需配较大的空分装置，原料煤要求很高。

上述现有技术工艺复杂，一次性投资很大，较难在我国煤干馏企业推广。

发明内容

本发明要解决的具体技术问题是以碳酸盐补碳原料作为补碳原料，直接添加到干馏入炉煤中，通过热分解对甲烷合成气进行补碳，其目的是提供一种工艺简单、投资少且成本低的以干馏煤气为原料经自主补碳生产液化天然气(LNG)的方法。

上述目的是通过以下一种以干馏煤气为原料经自主补碳生产液化天然气的方法技术方案实现的，其所述方法按下列步骤进行：

⑴ 确定入炉煤符合要求，质量指标为：FC_d≥50%，V_adf≥25%，A_d≤25%，S_t,d＜1.5%；

⑵ 确定碳酸盐补碳原料的烧损率、入炉煤的产气率及原干馏煤气的组成；

⑶ 将干燥的碳酸盐补碳原料经粗破、干式研磨，使矿粉粒度≤80目；

⑷ 研磨好的碳酸盐补碳原料加入至入炉煤中混合均匀，得到混合炉料，将混合炉料装入干馏炉；

中温干馏，碳酸盐补碳原料加入量为入炉煤量的0.5～15wt%；

高温干馏，碳酸盐补碳原料加入量则为入炉煤量的4～20wt%；

⑸ 将干馏炉中的混合炉料隔绝空气加热，通过热分解与过剩的H₂气匹配进行补碳；

中温干馏持续加热6～12h，炉料中心温度逐渐升至700～900℃；

高温干馏则持续加热12～24h，炉料中心温度逐渐升至900～1100℃；

然后将红热的炉料出炉后经熄焦工序降至常温，再经筛分后即为合格的固体清洁燃料；