一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法技术

本发明专利技术提供了一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，包括以下步骤：电除焦；压缩系统给焦炉煤气增压；利用LNG的BOG气体(所述的BOG气体是指LNG被动受热气化后的气体对原料焦炉煤气进行冷却，更进一步除去焦炉煤气中的焦油、苯、萘等物质；通过TSA工序的预处理，精脱大分子杂质，例如焦油、苯、萘等；通过湿法加干法两级脱硫，脱除焦炉气中的硫化物；经过两段低变，CO与水蒸汽反应转化为CO2和氢气；压缩机加压后用MDEA溶液法脱除二氧化碳，使用膜分离方法分离氢气与甲烷，氢气和甲烷得到分离、浓缩和纯化，分离得到的高浓度甲烷通过脱水、脱汞、液化得到LNG。本发明专利技术将焦炉煤气最终转化为利用价值较高的氢气和LNG，充分利用了焦炉煤气所含有的能量，保护了环境。

A method of producing hydrogen and LNG from coke oven gas

The invention provides a method of making hydrogen and LNG from coke oven gas, including the following steps: Electric coke removal, compression system to pressurization of coke oven gas, and using the BOG gas of LNG (the BOG gas described by the LNG passively heated gasifier to cool the raw coke oven gas, further removing tar and benzene in the coke oven gas. \ The material such as naphthalene, such as naphthalene; through the pretreatment of the TSA process, fine molecular impurities such as tar, benzene, naphthalene, etc. are refined, the sulphide in coke oven gas is removed by wet process two stage desulphurization. After two stages of low change, the reaction of CO and steam is converted to CO2 and hydrogen; the compressor is pressurized by MDEA solution method to remove carbon dioxide, use Hydrogen and methane are separated from hydrogen and methane by membrane separation method. The hydrogen and methane are separated, concentrated and purified. The high concentration methane is obtained by dehydration, dehydrating and liquefaction to get LNG. The invention transforms coke oven gas into high value hydrogen and LNG, which fully utilizes the energy contained in coke oven gas and protects the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法
本专利技术涉及焦炉煤气处理
，具体地说，是涉及一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法。
技术介绍
焦炉煤气，又称焦炉气，可燃成分多，属于高热值煤气，粗煤气或荒煤气。是炼焦用煤在炼焦炉中经过高温干馏后，产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。其主要成分为氢气(55％～60％)和甲烷(23％～27％)，另外还含有少量的一氧化碳(5％～8％)、C2以上不饱和烃(2％～4％)、二氧化碳(1.5％～3％)、氧气(0.3％～0.8％))、氮气(3％～7％)及硫化物等。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。目前焦炉煤气一部分用来发电，一部分用来生产甲醇和制氢，还有相当一部分直接燃烧和排放，其能量利用率约为55％，在浪费宝贵资源的同时，也对环境造成了极大的污染，所以，对焦炉煤气的处理受到人们的关注。同时，LNG(液化天然气)是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。目前焦炉煤气的应用主要为利用氢气制甲醇或合成氨，或利用甲烷化增产甲烷制LNG，两种方式要么对甲烷的经济价值利用率不高，要么对氢气的利用价值不高，因此本工艺同时产氢气和LNG，同时还将焦炉气中的CO变换增产氢气，实现焦炉煤气经济价值最大化利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，在提升经济价值的同时，更好的保护环境，减少有害物质的排放。常规的焦炉气利用一个方面是利用氢气制甲醇或合成氨，其余的气体的作为燃料，利用率低，焦炉气中的20～30％的甲烷只是作为燃料，整个焦炉煤气的经济利用率低，另一方面是将氢气和一氧化碳及二氧化碳甲烷化，增产甲烷，甲烷化没产一标方甲烷需要消耗3～4氢气，而常规的氢气价格约为1元/标方，而甲烷价格在1.5～2.5元/标方，因此经济价值是比较低的，而本工艺同时制取氢气和LNG保证了焦炉煤气的经济价值最大化。本专利技术的目的是通过以下技术措施达到的：一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，其特征在于包括以下步骤：(8)电除焦，在高压电晕电场中除去原料气中大部分的焦油、苯、萘等液态液滴及水颗粒；(9)压缩系统给焦炉煤气增压；(10)利用LNG的BOG气体(所述的BOG气体是指LNG被动受热气化后的气体)对原料焦炉煤气进行冷却，更进一步除去焦炉煤气中的焦油、苯、萘等物质；(11)通过TSA工序的预处理，精脱大分子杂质，例如焦油、苯、萘等；(12)通过湿法加干法两级脱硫，脱除焦炉气中的硫化物；(13)经过两段低变，CO与水蒸汽反应转化为CO2和氢气；(14)压缩机加压后用MDEA方法脱碳，使用膜分离方法分离氢气与甲烷，氢气和甲烷得到分离、浓缩和纯化，分离得到的高浓度甲烷通过脱水、脱汞、液化得到LNG。进一步地，使用管式电除焦器进行电除焦，电压范围为40～60KV。电除焦的效率可以达到95％以上，而且是烟煤冷煤气站中最为普遍采用的方法。相对于电除焦，水洗法在一般冷煤气净化工艺中使用，且效率低；物理吸附法在二级除焦油中采用，而机械脱焦油法目前己经逐步趋于淘汰。此处选用管式电除焦油器，所用电压选取40～60KV。进一步地，压缩系统给原料气加压到0.5MPa后经过冷却器冷却到40℃，压缩系统使用螺杆压缩机将原料气加压到0.5MPa。利用螺杆压缩机给焦炉煤气增压，从原料气的0.01～0.015MPa加压至0.5MPa左右，然后经过冷却器冷却至40℃左右进入下一环节。进一步地，低温BOG气体与焦炉煤气进行换热，将焦炉煤气的温度降到10℃以下，分离焦炉煤气中的水、萘、苯等重组分。使用LNG的低温BOG气体对原料焦炉煤气进行冷却，利用杂质的不同物理性质，可以将原料气中大部分高碳烃类、苯、萘等重组分在低温下脱除，从而大大降低了原料气预处理系统的投资和运行成本。进一步地，TSA变温吸附过程中，吸附塔和吸收塔两个塔交替进行吸附与再生过程，利用两塔流程，对焦炉煤气中的焦油、苯、萘等大分子物质进行吸附脱除。萘是一种能够升华的物质，当焦炉煤气的温度降到萘的露点以下时，萘就会析出，堵塞设备及管道，严重影响设备的生产能力和管道的输送能力；另外，萘还是一种贵重的化学品，所以要脱除煤气中的萘。TSA变温吸附过程，利用两塔流程，两个塔交替进行吸附与再生过程，对焦炉煤气中的焦油、苯、萘等大分子物质进行吸附脱除。进一步地，湿法加干法两级脱硫过程中，使用先湿法后干法的顺序进行脱硫。湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液。由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高；干法采用固体粉末或颗粒为吸附剂，干法脱硫后具有较高的温度(100℃)，排出后易扩散。此处采用先湿法后干法的结合方法，因为湿法脱硫不能脱去焦炉煤气中的有机硫，但是干法可以，两者结合，可以达到脱除的要求。进一步地，完成CO转化后清洁的焦炉煤气，用往复式压缩机再次进行压缩，增压到后续过程所需的压力。完成CO转化后清洁的焦炉煤气，用往复式压缩机再次进行压缩，增压到后续过程所需的压力。进一步地，经膜分离方法分离出的高浓度甲烷首先利用干燥塔干燥，干燥过程使用两个塔进行交替干燥再生工作，还包括一个再生气预干燥塔，之后利用活性炭塔脱汞，最后用混合冷剂制冷液化，得到LNG。利用膜分离技术，渗透实现氢气和甲烷的分离。膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，此技术产生了巨大的经济效益和社会效益。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的优点是：将焦炉煤气最终转化为利用价值较高的氢气和LNG，充分利用了焦炉煤气所含有的能量，保护了环境。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明附图1是本专利技术一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法的工艺流程示意图。其中，1-氢气，2-LNG，3-脱水，4-脱汞，5-液化，6-MDEA溶液法脱除二氧化碳，7-TSA变温吸附，8-电除焦。具体实施方式实施例：如附图1所示，一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，包括以下步骤：(1)电除焦8，使用管式电除焦油器，所用电压选取40～60KV，在高压电晕电场中除去原料气中大部分的焦油、苯、萘等液态液滴及水颗粒；(2)压缩系统给焦炉煤气增压；(3)利用LNG的BOG气体(所述的BOG气体是指LNG被动受热气化后的气体)对原料焦炉煤气进行冷却，更进一步除去焦炉煤气中的焦油、苯、萘等物质；(4)通过TSA工序的预处理，精脱大分子杂质，例如焦油、苯、萘等；(5)通过湿法加干法两级脱硫，脱除焦炉气中的硫化物；(6)经过两段低变，CO与水蒸汽反应转化为CO2和氢气1；(7)压缩机加压后用MDEA溶液法脱除二氧化碳6，使用膜分离方法分离氢气1与甲烷，氢气1和甲烷得到分离、浓缩和纯化，分离得到的高浓度甲烷通过脱水3、脱汞4、液化5得到LNG2。首先作为原料的焦炉煤气经过电除焦8设备，对其中的焦油进行捕捉清除。经过此设备的处理后，一般会使焦炉煤气中的焦油含量下降到20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)电除焦，在高压电晕电场中除去原料气中大部分的焦油、苯、萘等液态液滴及水颗粒；(2)压缩系统给焦炉煤气增压；(3)利用LNG的BOG气体(所述的BOG气体是指LNG被动受热气化后的气体)对原料焦炉煤气进行冷却，更进一步除去焦炉煤气中的焦油、苯、萘等物质；(4)通过TSA工序的预处理，精脱大分子杂质，例如焦油、苯、萘等；(5)通过湿法加干法两级脱硫，脱除焦炉气中的硫化物；(6)经过两段低变，CO与水蒸汽反应转化为CO2和氢气；(7)压缩机加压后用MDEA溶液法脱除二氧化碳，使用膜分离方法分离氢气与甲烷，氢气和甲烷得到分离、浓缩和纯化，分离得到的高浓度甲烷通过脱水、脱汞、液化得到LNG。

【技术特征摘要】
1.一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)电除焦，在高压电晕电场中除去原料气中大部分的焦油、苯、萘等液态液滴及水颗粒；(2)压缩系统给焦炉煤气增压；(3)利用LNG的BOG气体(所述的BOG气体是指LNG被动受热气化后的气体)对原料焦炉煤气进行冷却，更进一步除去焦炉煤气中的焦油、苯、萘等物质；(4)通过TSA工序的预处理，精脱大分子杂质，例如焦油、苯、萘等；(5)通过湿法加干法两级脱硫，脱除焦炉气中的硫化物；(6)经过两段低变，CO与水蒸汽反应转化为CO2和氢气；(7)压缩机加压后用MDEA溶液法脱除二氧化碳，使用膜分离方法分离氢气与甲烷，氢气和甲烷得到分离、浓缩和纯化，分离得到的高浓度甲烷通过脱水、脱汞、液化得到LNG。2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，其特征在于：使用管式电除焦器进行电除焦，电压范围为40～60KV。3.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，其特征在于：压缩系统给原料气加压到0.5MPa后经过冷却器冷却到40℃。4.根据权利要求3所述的一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐脯林，
申请(专利权)人：四川杰瑞恒日天然气工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51