[发明专利]一种带变换脱碳的焦炉气制液化天然气联产液氨或氢气工艺

说明书

本发明公开了一种带变换脱碳的焦炉气制液化天然气联产液氨或氢气工艺，该工艺包括以下步骤：焦炉气经压缩净化、加氢脱硫、变换、脱碳、甲烷化、深冷分离等工艺单元，深冷分离后的液体为LNG产品，气体经复热后可作为下游氨合成装置的氢氮气原料去生产液氨产品，或者作为PSA提氢装置的原料去生产纯氢。该工艺具有焦炉气中有效成分利用率高、工艺可靠性好、综合能耗低、操作弹性大等优点。

技术领域

本发明属于焦炉气高效清洁利用领域，具体为一种带变换脱碳的焦炉气制液化天然气联产液氨或氢气工艺。

背景技术

1、焦炉气制液化天然气联产液氨技术

采用现有的焦炉气制液化天然气联产液氨技术，主要是将焦炉气中所有的非甲烷含碳化合物和氢气发生合成反应来生产甲烷。该技术的主要目的是生产液化天然气，液氨只是副产品，产量较小。由于焦炉气中含有大量的CO和CO₂，其总量占到原料焦炉气的～12％，如果全部合成甲烷，需要消耗大量的氢气，消耗的氢气约占焦炉气中氢气总量的～80％，这将大大减少产品液氨的产量。

2、焦炉气制液化天然气技术

采用现有的焦炉气制液化天然气技术，将有约占焦炉气总量15％的氢气和氮气是富裕的，若无很好的利用，这部分气体只能返回焦炉作燃料。从投资角度来看，有大约占焦炉气总气量15％的气体在整个流程中是无用的，白白增大了装置的投资；从能耗角度来看，有大约占焦炉气总气量15％的气体从常压压缩到2.4MPaG，最后又降至常压作燃料，压缩功浪费了。所以，如果焦炉气只生产液化天然气而不考虑尾气的综合利用，是不经济的，特别是对于较大规模的焦炉气制液化天然气装置，是不合理的。

焦炉气中含有较多的复杂形态的硫化物，若采用水解方式脱硫，很难将总硫脱除下游甲烷化工艺需要的精度，影响甲烷化催化剂的性能和寿命。因此，焦炉气甲烷化制液化天然气基本都采用加氢转化后精脱硫工艺。

3、以煤气、兰炭尾气为原料，或以煤气和焦炉气混合为原料的制LNG联产液氨技术

目前已有技术中生产液化天然气的，除了采用焦炉气为原料，还有采用煤气、兰炭尾气为原料的技术。虽然这些气体的大致组成是差不多的，但具体到其主要成分，比如氢气的含量、CO的含量均有很大差异，还有这些气体中的杂质的形态和含量也是差别较大，所以采用的工艺方法也不同，与本申请工艺可比性不强。

发明内容

本申请的发明目的是提供一种带变换脱碳的焦炉气制液化天然气联产液氨或氢气工艺。该工艺中将焦炉气经压缩净化、加氢脱硫、变换、脱碳、甲烷化、深冷分离等工艺单元，深冷分离后的液体为LNG产品，气体经复热后可作为下游氨合成装置的氢氮气原料去生产液氨产品，或者作为PSA提氢装置的原料去生产纯氢。该工艺具有焦炉气中有效成分利用率高、工艺可靠性好、综合能耗低、操作弹性大等优点。

为了实现以上发明目的，本发明目的通过的具体技术方案为：

一种带变换脱碳的焦炉气制液化天然气联产液氨或氢气工艺，包括以下步骤：

1)净化：将焦炉气预处理，得到初步净化的焦炉气；

2)加氢脱硫：将经初步净化的焦炉气经加氢脱硫处理，脱除焦炉气中的硫化物；

3)变换：设置变换和余热回收单元，调整焦炉气中H₂、CO、CO₂的比例，得到变换气；

4)脱碳：将变换气中大部分的二氧化碳脱除，得到的脱碳气送至甲烷化单元；

5)甲烷化：将脱碳气进行甲烷化，得到富甲烷气体；

6)深冷分离：采用混合冷剂对富甲烷气体进行制冷分离工艺，得到LNG产品。

具体步骤如下：

1)压缩净化