[发明专利]一种兰炭尾气制液化天然气的方法

说明书

本发明涉及一种兰炭尾气制液化天然气的方法，首先，将兰炭尾气除焦、脱苯脱萘后，送入低温甲醇洗单元净化脱硫，所得脱硫兰炭尾气与富甲烷气混合一起送入甲烷化单元甲烷化，得到粗甲烷产品气再送入低温甲醇洗单元净化脱碳，最后经深冷分离脱除氮气即制得液化天然气。与现有技术相比，本发明利用低温甲醇洗单元与甲烷化单元对兰炭尾气进行处理，大大减少了循环吸收剂用量，降低了脱碳过程的能耗与系统CH₄损耗，同时，利用回收的富CH₄气体，以及在甲烷化单元注入的补水和/或系统自产水蒸汽，两者结合控制甲烷化反应温升，确保甲烷化过程中不会出现飞温现象，此外，整个流程中可有效实现全系统的热量平衡，提高兰炭尾气制LNG的经济性。

技术领域

本发明涉及气体净化及天然气制备领域，尤其是涉及一种兰炭尾气制液化天然气的方法。

背景技术

兰炭通常以神府煤田的优质煤块为原料，采用低温干馏工艺获得，同时副产低温煤焦油、兰炭焦炉煤气(也称兰炭尾气)，目前大都采用内热式直立炉生产兰炭，每生产1吨兰炭大约副产700Nm³的兰炭尾气。采用内热式直立炉生产的兰炭尾气具有以下特点：(1)H₂含量较低，通常为20～28％，CO含量在10％左右；(2)氮气含量过高，通常为37～43％，CO₂含量一般大于10％，热值较低。目前也有采用富氧燃烧的内热式直立炉生产装置，其兰炭尾气中氮气含量一般能降低到2％～5％，但氢碳比仍较低，CO₂含量偏高。兰炭尾气通常作为回炉煤气供炭化燃料，其余部分直接放空，这样不仅造成资源的浪费，还带来了环境污染，因此，兰炭尾气的有效利用越来越受到兰炭企业的重视。

典型兰炭尾气含有H₂、CH₄、CO、CO₂、C_nH_n、N₂、O₂、H₂O组分，同时还含有粉尘、焦油、苯、萘、硫化物等杂质。兰炭尾气中含有的H₂、CO和CH₄组分，可用来作为合成我国紧缺的清洁能源液化天然气的原料，不仅实现了节能减排、变废为宝，同时具有巨大的社会效益。2008年以前，兰炭企业规模较小，使兰炭尾气的化工利用受到限制，近几年随着“关小上大”产业调整，为兰炭尾气综合利用提供了基础。

专利CN 102776043A公开了一种“带循环的多级甲烷化兰炭尾气制天然气方法”，该方法以脱硫脱碳及氢碳比调整后的兰炭尾气为原料，通过多级甲烷化反应得到富甲烷气，同时通过调整循环气量和蒸汽加入量来控制甲烷化反应温度，反应器反应温度控制在500℃左右。该专利技术中的反应温度过低，不利于副产高品质的蒸汽，还会增加反应级数及反应器数量；此外，需要设置循环气压缩机，会增加设备投资和能耗。

专利CN 105647607A公开了一种“低氢碳比兰炭尾气生产天然气的方法及装置”，该方法以净化脱硫后的兰炭尾气为原料气，通过多级变换-甲烷化一体反应器之后得到富甲烷气，但该专利技术中仍需设置循环气压缩机来控制反应温升，会增加设备投资及操作成本，也给生产安全带来一定隐患。

以上专利都是关于净化后的兰炭尾气通过甲烷化反应制得合成天然气的技术，目前还没有关于兰炭尾气净化、甲烷化、液化一体化统筹规划的兰炭尾气制液化天然气专利技术。针对现有兰炭尾气制天然气工艺的缺点与不足，本发明提出了一种更加节能、高效的兰炭尾气(包括高含氮量兰炭尾气和低含氮量兰炭尾气)净化、甲烷化及液化一体化的兰炭尾气制液化天然气的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种兰炭尾气制液化天然气的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：