【技术实现步骤摘要】
一种固定床煤气化合成甲醇联产LNG的工艺方法与装置
本专利技术属于能源与化工
,具体涉及一种固定床煤气化合成甲醇联产LNG的工艺方法与装置。
技术介绍
天然气为一种热值高、污染少的能源产品。在我国,城市供暖、交通运输等方面的天然气消费需求大,而气田采气、进口天然气等渠道有时供应不足,造成部分城市“冬季气荒”的情况。因此煤制天然气项目在我国各地被迅速推出。但是,随着这类项目数量和投资上的不断增加,其生产结构上的问题进一步暴露。通常,在煤制天然气过程中,煤制合成气中含有10%~20%的甲烷,该部分甲烷可以作为天然气产品输出。但是,由于合成气需要部分发生水煤气变换反应,以提高自身的氢碳比例来满足甲烷化反应的需要。主要为其中的CO与H2O通过重整反应转化成H2和CO2,这一过程将原来2.3~2.7左右的合成气氢碳比调整到3.1左右,但是也造成了CO有效组分的浪费和系统碳排放的增加。同时,由此得到的煤基天然气产品经过脱水处理后,由于无法暂存,需要经过管道及时运输,但随着非供暖季天然气消费需求的下降,也有可能面临限产调整的状况。
技术实现思路
为解决现有煤制天然气(SNG)技术的缺点和不足之处,本专利技术的首要目的在于提供一种煤经鲁奇炉固定床碎煤加压气化制甲醇联产LNG的装置。本专利技术的另一目的在于提供一种采用上述装置制甲醇联产LNG的工艺方法。该方法考虑到鲁奇炉气化粗煤气中甲烷含量较高的特点,在进行洗煤气和酸气脱除等处理后,在原有煤制气过程中增加深冷分离单元,分离合成气中的甲烷成分,得到高附加值的液态天然气(LNG),作为产品输出。剩余合成气无需经过水煤气变换单 ...
【技术保护点】
1.一种固定床煤气化合成甲醇联产LNG的装置,其特征在于:包括空气分离单元、煤气化单元、酸气脱除单元、循环制冷单元、深冷分离单元和甲醇合成单元;所述的空气分离单元设有空气入口、氮气出口和氧气出口,其中氧气出口通过管道与煤气化单元的氧气入口相连接,氮气出口通过管道与循环制冷单元的氮气入口相连接;所述的煤气化单元设有原料煤入口、氧气入口和煤气化粗合成气出口,其中煤气化粗合成气出口通过管道与酸气脱除单元的煤气化粗合成气入口相连接;酸气脱除单元设有煤气化合成气出口、硫化物出口和二氧化碳出口,其中二氧化碳出口通过管道与甲醇合成单元的二氧化碳入口相连接,煤气化合成气出口通过管道与深冷分离单元的煤气化合成气入口相连接;深冷分离单元设有煤气化合成气入口、N2气入口、N2气出口,液态天然气出口和甲醇合成气出口,其中甲醇合成气出口通过管道与甲醇合成单元相连接,N2气入口和N2气出口分别与循环制冷单元的N2出口和N2气出口相连接。
【技术特征摘要】
1.一种固定床煤气化合成甲醇联产LNG的装置,其特征在于:包括空气分离单元、煤气化单元、酸气脱除单元、循环制冷单元、深冷分离单元和甲醇合成单元;所述的空气分离单元设有空气入口、氮气出口和氧气出口,其中氧气出口通过管道与煤气化单元的氧气入口相连接,氮气出口通过管道与循环制冷单元的氮气入口相连接;所述的煤气化单元设有原料煤入口、氧气入口和煤气化粗合成气出口,其中煤气化粗合成气出口通过管道与酸气脱除单元的煤气化粗合成气入口相连接;酸气脱除单元设有煤气化合成气出口、硫化物出口和二氧化碳出口,其中二氧化碳出口通过管道与甲醇合成单元的二氧化碳入口相连接,煤气化合成气出口通过管道与深冷分离单元的煤气化合成气入口相连接;深冷分离单元设有煤气化合成气入口、N2气入口、N2气出口,液态天然气出口和甲醇合成气出口,其中甲醇合成气出口通过管道与甲醇合成单元相连接,N2气入口和N2气出口分别与循环制冷单元的N2出口和N2气出口相连接。2.根据权利要求1所述的固定床煤气化合成甲醇联产LNG的装置,其特征在于:所述的煤气化单元采用鲁奇炉固定床碎煤加压煤气化炉;所述的固定床煤气化合成甲醇联产LNG的装置还包括甲醇精馏单元,甲醇合成单元的甲醇粗产品出口通过管道与甲醇精馏单元相连接。3.根据权利要求1所述的固定床煤气化合成甲醇联产LNG的装置,其特征在于:所述的循环制冷单元包括依次连接的压缩机、换热器和膨胀机;所述的深冷分离单元包括分子筛区、集中换热区、洗涤区、精馏再沸区、冷凝区和产品压缩区。4.根据权利要求3所述的固定床煤气化合成甲醇联产LNG的装置,其特征在于:所述的深冷分离单元中,洗涤区中的洗涤塔和精馏再沸区中的CH4-CO精馏塔均为填料塔,设计压力为4~6MPa,冷凝区中的冷凝器与精馏再沸区中的再沸器均采用铝制板翅式换热器。5.一种采用权利要求1~4任一项所述的装置合成甲醇联产LNG的工艺方法,其特征在于,包括以下步骤:空气1通过空气分离单元被分离成氮气4与氧气5,其中氮气4进入循环制冷单元形成制冷剂并进入深冷分离单元,并在循环制冷单元和深冷分离单元之间进行换热,氧气5与原料褐煤2和水3进入煤气化单元,通过加压气化工艺制成煤气化粗合成气6,煤气化粗合成气6经过酸气脱除单元脱出硫化物7,得到二氧化碳8、二氧化碳9和洁净的煤气化合成气10,其中二氧化碳8排放,二氧化碳9进入甲醇合成单元,洁净的煤气化合成气10进入深冷分离单元,经分离操作后得到液体天然气11和甲醇合成气12,甲醇合成气12进入甲醇合成单元并与二氧化碳9反应生成甲醇粗产品13。6.根据权利要求5所述的合成甲醇联产LNG的工艺方法,其特征在于:所述的甲醇粗产品13还经过甲醇精馏单元得到甲醇产品14;所述的煤气化单元的反应炉温度为1000~1500℃,压力为25~42bar;所述的煤气化粗合成气6的氢碳比为2~3,且包括以下成分60~70vol.%H2、20~30vol.%CO和5~20vol.%CH4;所述的酸气脱除单元中采用的工艺为aMDEA工艺,Gas/Spec工艺,Sulfinol...
【专利技术属性】
技术研发人员:钱宇,顾竞芳,杨思宇,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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