一种煤层气液化方法及煤层气液化系统技术方案

本发明专利技术涉及煤层气利用的技术领域，特别是涉及一种煤层气液化方法及煤层气液化系统，其降低管道堵塞可能性，提高工时利用率，提高原料重复利用率，提高LNG纯度；包括以下步骤：（1）去除原料气中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体：原料气进入乙醇胺吸收塔，乙醇胺吸收塔采用10%‑20%的乙醇胺水溶液从乙醇胺吸收塔塔顶喷淋，净化后煤层气进入水吸收罐去除煤层气夹带的乙醇胺雾沫；（2）去除大部分水，使煤层气通过分子筛干燥器，分子筛干燥器将煤层气夹带的水分去除，干燥后的煤层气进入过滤器，过滤器去除煤层气中夹带的分子筛粉尘；（3）深度除水；（4）制氮；（5）煤层气液化；（6）LNG提纯。

A Method of Coalbed Gas Liquefaction and Coalbed Gas Liquefaction System

The invention relates to the technical field of coal-bed methane utilization, in particular to a coal-bed methane liquefaction method and a coal-bed methane liquefaction system, which reduces the possibility of pipeline blockage, improves the utilization rate of man-hour, improves the reuse rate of raw materials and improves the purity of LNG, including the following steps: (1) removing acid gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide from raw gas: raw gas enters the ethanolamine absorption tower; The ethanolamine absorber sprays 10%20% ethanolamine aqueous solution from the top of the ethanolamine absorber tower to remove ethanolamine fog entrained by coal bed methane into the water absorber after purification; (2) removes most of the water so that coal bed methane passes through the molecular sieve dryer and molecular sieve dryer to remove the water entrained by coal bed methane, and the dried coal bed methane enters the filter, and the filter removes the coal bed methane. Molecular sieve dust entrained in gas; (3) Deep dewatering; (4) Nitrogen production; (5) Coalbed methane liquefaction; (6) LNG purification.

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气液化方法及煤层气液化系统
本专利技术涉及煤层气利用的
，特别是涉及一种煤层气液化方法及煤层气液化系统。
技术介绍
众所周知，LNG是一种无色、无味、无毒且无腐蚀性的液体，其主要成分为甲烷，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，LNG的重量仅为同体积水的45%左右，具有较大热值，并且完全燃烧后无有毒有害气体产生，其在能源的领域中得到了广泛的使用。煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料，煤层气俗称“瓦斯”，热值是通用煤的2-5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，并且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料，煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源，煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%，煤层气的开发利用具有一举多得的功效。煤层气常用的分离方法有吸收法、吸附法、薄膜渗透法和低温精馏法，现有的多采用低温精馏法，现有方法一般采用先过滤在冷却的方法，这种方式容易造成管路堵塞，工时利用率低，并且原料重复利用率较低，产出的LNG纯度较低。气相色谱法是常用来检测天然气纯度的方法，利用现有技术生产出的LNG成分如下：甲烷99.0%、硫化氢0.1%、二氧化碳0.2%、氮气0.4%，其余成分为其他有机气体。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种降低管道堵塞可能性，提高工时利用率，提高原料重复利用率，提高LNG纯度的煤层气液化方法及煤层气液化系统。本专利技术的一种煤层气液化方法，包括以下步骤：（1）去除原料气中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体：原料气进入乙醇胺吸收塔，乙醇胺吸收塔采用10%-20%的乙醇胺水溶液从乙醇胺吸收塔塔顶喷淋，净化后煤层气进入水吸收罐去除煤层气夹带的乙醇胺雾沫；（2）去除大部分水：将净化后煤层气进行加压至0.1-0.4Mpa，然后冷却，然后由气液分离器去除净化后煤层气中的大部分水；（3）深度除水：使煤层气通过分子筛干燥器，分子筛干燥器将煤层气夹带的水分去除，干燥后的煤层气进入过滤器，过滤器去除煤层气中夹带的分子筛粉尘；（4）制氮：外界空气进入制氮机，制氮机生产出高纯度氮气，储存至氮气储罐备用；（5）煤层气液化；膨胀机将高纯度氮气温度降温至天然气沸点以下形成低温氮气，低温氮气温度为-140摄氏度至-170摄氏度，然后进入换热器与煤层气进行热交换，煤层气转变为气液混合态煤层气；（6）LNG提纯：气液混合态煤层气进入分离器，气态混合态煤层气气液两相进行分离，液态LNG进入LNG储罐储存起来。本专利技术的一种煤层气液化方法，优选的，所述步骤（2）中煤层气加压至0.3Mpa。本专利技术的一种煤层气液化方法，优选的，所述步骤（1）中乙醇胺水溶液浓度为15%。本专利技术的一种煤层气液化方法，优选的，所述步骤（5）中提到的低温氮气温度为-140摄氏度至-160摄氏度。本专利技术的一种煤层气液化系统，包括以下单元：酸性气体吸收单元：包括乙醇胺吸收塔和水吸收罐，原料气与所述乙醇胺吸收塔连通，乙醇胺吸收塔与所述水吸收罐连通；预除水单元：包括压缩机、冷却器和气液分离器，所述压缩机与水吸收罐连通，所述冷却器与压缩机连通；深度除水单元：包括分子筛干燥器和过滤器，所述分子筛干燥器与气液分离器连通，所述过滤器与分子筛干燥连通；制氮单元：包括制氮机和氮气储罐，所述氮气储罐与制氮机输出端连通；液化单元：包括膨胀机和换热器，所述膨胀机与氮气储罐连通，所述换热器与膨胀机连通；分离单元：包括LNG储罐和分离器，所述LNG储罐与分离器连通。本专利技术的一种煤层气液化系统，优选的，所述分子筛干燥器为三组。本专利技术的一种煤层气液化系统，所述分离器顶部设置有冷量回收管路，冷量回收管路输出端与冷却器连通，并且冷却器底部设置有富氧空气管路，富氧空气管路与制氮机连通。本专利技术的一种煤层气液化系统，所述换热器底端设置有氮气管路与氮气储罐连通。本专利技术的一种煤层气液化系统，所述过滤器为布袋除尘过滤器。与现有技术相比本专利技术的有益效果为：原料气首先去除二氧化碳和硫化氢等酸性气体，然后加压液体去除原料气内部大部分水，然后进入三组分子筛干燥器进一步去除原料气内部夹杂的水分，三组分子筛过滤器交替使用，降低管道堵塞的可能性，提高工时利用率，再由布袋除尘过滤器除去原料气内夹杂的分子筛粉尘，使煤层气产品中的二氧化碳、硫化氢和粉尘降至最低，并且在煤层气液化过程中，原料气分离出来的富氧空气不仅可作为冷却器的一部分冷量来源，而且可作为制氮机的气体来源，提高原料重复利用率，减小环境污染，有利于环境保护，通过上述流程，提高LNG纯度，降低LNG中的其他杂质成分。附图说明：图1是本专利技术的一种煤层气液化系统的示意图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1：原料气（40%甲烷、55%空气、5%其他）进入乙醇胺吸收塔，乙醇胺吸收塔采用15%的乙醇胺水溶液从乙醇胺吸收塔塔顶喷淋，净化后煤层气进入水吸收罐去除煤层气夹带的乙醇胺雾沫，压缩机将净化后煤层气进行加压至0.3Mpa，0.3Mpa的煤层气进入冷却器冷却，冷却器冷源由外界冷冻水提供，然后由气液分离器去除净化后煤层气中的大部分水，然后煤层气通过一组分子筛干燥器，这一组分子筛干燥器将煤层气夹带的水分去除，第二组分子筛干燥器进行升温再生，并且第三组分子筛干燥器再生完毕处于降温状态，三组分子筛干燥机交替使用，干燥后的煤层气进入布袋除尘过滤器，布袋除尘过滤器去除煤层气中夹带的分子筛粉尘，并且定期清理布袋除尘过滤器内部过滤布袋，外界空气进入制氮机，制氮机生产出高纯度氮气，储存至氮气储罐备用，膨胀机将高纯度氮气温度降温至天然气沸点以下形成低温氮气，低温氮气温度为-140摄氏度，然后进入换热器与煤层气进行热交换，低温氮气热交换后进入氮气储罐，气态煤层气转变为气液混合态煤层气，气液混合态煤层气进入分离器，气态混合态煤层气气液两相进行分离，液态LNG进入LNG储罐储存起来，气相沿冷量回收管路为冷却器提供一部分冷源，气相热交换后沿富氧空气管路进入制氮机输入端。实施例2：原料气（40%甲烷、55%空气、5%其他）进入乙醇胺吸收塔，乙醇胺吸收塔采用15%的乙醇胺水溶液从乙醇胺吸收塔塔顶喷淋，净化后煤层气进入水吸收罐去除煤层气夹带的乙醇胺雾沫，压缩机将净化后煤层气进行加压至0.3Mpa，0.3Mpa的煤层气进入冷却器冷却，冷却器冷源由外界冷冻水提供，然后由气液分离器去除净化后煤层气中的大部分水，然后煤层气通过一组分子筛干燥器，这一组分子筛干燥器将煤层气夹带的水分去除，第二组分子筛干燥器进行升温再生，并且第三组分子筛干燥器再生完毕处于降温状态，三组分子筛干燥机交替使用，干燥后的煤层气进入布袋除尘过滤器，布袋除尘过滤器去除煤层气中夹带的分子筛粉尘，并且定期清理布袋除尘过滤器内部过滤布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层气液化方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）去除原料气中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体：原料气进入乙醇胺吸收塔，乙醇胺吸收塔采用10%‑20%的乙醇胺水溶液从乙醇胺吸收塔塔顶喷淋，净化后煤层气进入水吸收罐去除煤层气夹带的乙醇胺雾沫；（2）去除大部分水：将净化后煤层气进行加压至0.1‑0.4Mpa，然后冷却，然后由气液分离器去除净化后煤层气中的大部分水；（3）深度除水：使煤层气通过分子筛干燥器，分子筛干燥器将煤层气夹带的水分去除，干燥后的煤层气进入过滤器，过滤器去除煤层气中夹带的分子筛粉尘；（4）制氮：外界空气进入制氮机，制氮机生产出高纯度氮气，储存至氮气储罐备用；（5）煤层气液化；膨胀机将高纯度氮气温度降温至天然气沸点以下形成低温氮气，低温氮气温度为‑140摄氏度至‑170摄氏度，然后进入换热器与煤层气进行热交换，煤层气转变为气液混合态煤层气；（6）LNG提纯：气液混合态煤层气进入分离器，气态混合态煤层气气液两相进行分离，液态LNG进入LNG储罐储存起来。

【技术特征摘要】
1.一种煤层气液化方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）去除原料气中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体：原料气进入乙醇胺吸收塔，乙醇胺吸收塔采用10%-20%的乙醇胺水溶液从乙醇胺吸收塔塔顶喷淋，净化后煤层气进入水吸收罐去除煤层气夹带的乙醇胺雾沫；（2）去除大部分水：将净化后煤层气进行加压至0.1-0.4Mpa，然后冷却，然后由气液分离器去除净化后煤层气中的大部分水；（3）深度除水：使煤层气通过分子筛干燥器，分子筛干燥器将煤层气夹带的水分去除，干燥后的煤层气进入过滤器，过滤器去除煤层气中夹带的分子筛粉尘；（4）制氮：外界空气进入制氮机，制氮机生产出高纯度氮气，储存至氮气储罐备用；（5）煤层气液化；膨胀机将高纯度氮气温度降温至天然气沸点以下形成低温氮气，低温氮气温度为-140摄氏度至-170摄氏度，然后进入换热器与煤层气进行热交换，煤层气转变为气液混合态煤层气；（6）LNG提纯：气液混合态煤层气进入分离器，气态混合态煤层气气液两相进行分离，液态LNG进入LNG储罐储存起来。2.如权利要求1所述的一种煤层气液化方法，其特征在于，优选的，所述步骤（2）中煤层气加压至0.3Mpa。3.如权利要求1所述的一种煤层气液化方法，其特征在于，优选的，所述步骤（1）中乙醇胺水溶液浓度为15%。4.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯会方，张新旺，贺栋，曹明哲，王建斌，吉先锋，毛志军，杨卓鹏，毋亚峰，李爱军，曲飙，
申请(专利权)人：山西易高煤层气有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14