一种荒煤气制氢联产LNG工艺制造技术

发明专利技术公开一种荒煤气制氢联产LNG工艺，依次包括除焦步骤、一次增压冷却分液步骤、二次增压步骤、预处理步骤、三次增压步骤、脱氧变换步骤、脱硫步骤、湿法脱碳步骤、甲烷提浓步骤、氢气提纯步骤、LNG制取，本发明专利技术所述的荒煤气制氢联产LNG工艺中，本发明专利技术在制氢的同时还制取了LNG，使的荒煤气中的有效组分被充分的利用，降低了能源的浪费；此外，本发明专利技术通过在CO变换之前基本上，通过三次不同阶段的压缩，完成了对荒煤气增压，降低了整个工艺的能耗；并且本发明专利技术中采用抽真空变压系统I和抽真空变压系统II对完成CO变换的荒煤气中的杂质去除获得纯度高达99.9％的产品氢气，氢气的回收率可以达到89％以上；其中，从抽真空变压系统1吸附解吸出富含甲烷的解吸气用来制成LNG。出富含甲烷的解吸气用来制成LNG。出富含甲烷的解吸气用来制成LNG。

【技术实现步骤摘要】
一种荒煤气制氢联产LNG工艺


[0001]本专利技术涉及荒煤气处理
，具体涉及一种荒煤气制氢联产LNG工艺。

技术介绍

[0002]荒煤气又称粗煤气和焦炉煤气，是煤炭低温干馏产生的未经净化处理的气体，其主要成分如下表所示：
[0003]组成荒煤气(mol％)O20.5～1.0N220～45H210～30CO10～20CO210～20CH45～10CmHn0.5～2水饱和水
[0004]荒煤气中除了上述表中的成分之外，同时还含有少量的焦油、苯、萘、硫化氢、有机硫、HCN、NH3等杂质。比较常见的荒煤气中的杂质的含量如下表所示：
[0005][0006][0007]根据处理的煤质及处理工艺的不同，荒煤气的组分会有一定的不同。
[0008]目前大部分的荒煤气直接用作燃料，比如作为热解炉的燃料、发电燃料，未能对荒煤气进行充分的利用，从而造成极大的资源浪费。此外，荒煤气中硫化物的含量较高，荒煤气作为燃料燃烧后的尾气直接排放势必会对环境造成严重污染。若将荒煤气燃烧后的尾气处理后进行排放，势必加大整个工艺的成本，不利于产业发展。
[0009]基于上述原因，研发人员本着不浪费资源以及降低工艺的成本的目的，对荒煤气的后期利用进行了研究。“申请号为：201810320196.0，专利名称为：一种荒煤气制氢工艺”公开了一种通过将原料荒煤气依次压缩、水洗除盐、预处理、耐硫宽温变换(根据整套装置的氢气需要量来决定是否采用)、变压吸附提浓氢气、变压吸附提纯氢气、湿法脱硫工艺单元集成等步骤获得了高纯度的氢气产品。“申请号：201610699330.3，专利名称为：一种低能耗、高收率的荒煤气制氢方法”，采用该专利所述方法能够将荒煤气进一步处理，从而获得经济价值更高的氢气和氮气。“申请号：201810042063.1，专利名称为：一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法”和“申请号：201510850839.9，专利名称为：一种利用焦炉煤气制取冶金还原气联产液化天然气的工艺”中均记载了用膜分离的方法将经过预处理(预处理包括除焦、TSA脱杂、脱硫以及CO变换)后的焦炉煤气进行分离来制取氢气和甲烷；
[0010]尽管上述的专利文件中记载了对荒煤气不同的处理方法，并且，采用上述专利文件中记载的技术方法对荒煤气进行处理后可以获得经济价值更高的产品，如氢气、氮气、LNG(液化天然气)等。但是上述几种对荒煤气的处理工艺还是存下一些问题，如下：
[0011](1)专利文件“申请号为：201810320196.0，专利名称为：一种荒煤气制氢工艺”记载的技术方案只能将荒煤气中的氢气提出，荒煤气其中的其它的组分被浪费。
[0012](2)专利文件“申请号：201810042063.1，专利名称为：一种焦炉煤气制取氢气和LNG的方法”和申请号：201510850839.9，专利名称为：一种利用焦炉煤气制取冶金还原气联产液化天然气的工艺”记载的技术方案能同时制取氢气和LNG，充分利用了荒煤气中有价值的成分，但用膜分离的方法分离氢气和甲烷，得到的氢气压力会很低，一般氢气压力为进气压力的1/4，从而后续还需要再次对氢气进行压缩，装置的能耗会大大提高。又因为荒煤气中的有效组分含量不高，而整个处理流程复杂，为降低单位产品气的生产成本，荒煤气的装置规模都比较大。而膜分离的规模是模组块的组合，因此随着规模的增大，投资是成比例增加的。因此在荒煤气制氢装置中，膜分离的投资要比用变压吸附工艺的大很多。
[0013](3)由于荒煤气的压力较低一般只有几千帕且杂质含量复杂，需加压到一定压力后进行后续处理，但是根据目前现有技术记载，运行过程中压缩能耗都比较大。
[0014]因此，在荒煤气处理
急需一种能够提高荒煤气中有益成份的利用率，从荒煤气中获得经济价值更高的产品；并且同时还能降低制取产品成本和提高经济价值更高的产品的产率一种荒煤气处理工艺。

技术实现思路

[0015]为了能够提高荒煤气中的有益成份的利用率，从荒煤气中获得经济价值更高的产品；并同时降低荒煤气制取经济价值高的产品的成本以及提高经济价值更高的产品收率，实现荒煤气的经济价值利益最大化，本专利技术提供一种荒煤气制氢联产LNG工艺。
[0016]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0017]一种荒煤气制氢联产LNG工艺，具体包括以下步骤：
[0018]步骤1：除焦
[0019]去除原料荒煤气中的焦油并获得焦油含量在20mg/Nm3以下的脱焦荒煤气；
[0020]步骤2：一次增压冷却分液
[0021]将步骤1获得的脱焦荒煤气进行增压，然后将增压后的脱焦荒煤气依次进行冷却
和分液后获得一次增压荒煤气。
[0022]步骤3：二次增压
[0023]将步骤2获得的一次增压荒煤气进行增压，获得二次增压荒煤气；
[0024]步骤4：预处理
[0025]首先将步骤3获得的二次增压荒煤气进行水洗，脱出二次增压荒煤气中的NH3，获得NH3的含量在100ppm以下的脱氨荒煤气；
[0026]然后将脱氨荒煤气送入TSA净化单元中进一步脱出脱氨荒煤气中的焦油、苯和萘，获得焦油含量≤1mg/Nm3、苯含量≤10mg/Nm3、萘含量≤1mg/Nm3的净化荒煤气；
[0027]步骤5：三次增压
[0028]将步骤4获得的净化荒煤气进行增压；
[0029]步骤6：脱氧变换
[0030]首先，将步骤5增压后的净化荒煤气预热后再进行脱毒除氧，然后将脱毒除氧的净化荒煤气经两段低温变换使荒煤气中的CO与水蒸气反应转化为H2和CO2，最后获得CO含量≤1％的变换荒煤气；
[0031]步骤7：脱硫
[0032]将步骤6获得的变换荒煤气降温后依次进行湿法脱硫和干法脱硫，最后获得H2S的含量≤1mg/Nm3脱硫荒煤气；
[0033]步骤8：湿法脱碳
[0034]将步骤7获得的脱硫荒煤气进行湿法脱碳，获得CO2含量≤30ppm的脱碳荒煤气；
[0035]步骤9：甲烷提浓
[0036]将步骤8获得的脱碳荒煤气送入到抽真空变压吸附系统I中将脱碳荒煤气中的甲烷脱出，获得甲烷含量小于0.5％的粗产品氢气；
[0037]步骤10：氢气提纯
[0038]将步骤9获得的粗产品氢气送入抽真空变压吸附系统II进一步提纯，最终获得纯度大于99.9％的产品氢气；
[0039]步骤11：LNG制取
[0040]将真空变压吸附系统I解吸出的甲烷依次进行增压、干燥、脱汞后进入冷箱中，最后获得产品LNG。
[0041]优选地，所述步骤2中的脱焦荒煤气被增压至0.07MPa，所述步骤3中的一次增压荒煤气被增压至0.6MPa。
[0042]优选地，所述步骤4中的二次增压荒煤气至少经一级水洗，所述TSA净化单元中的吸附塔在一次循环过程中依次经历吸附、减压、加热再生、冷却和升压过程。
[0043]优选地，所述步骤6中增压后的净化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荒煤气制氢联产LNG工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：除焦去除原料荒煤气中的焦油并获得焦油含量在20mg/Nm3以下的脱焦荒煤气；步骤2：一次增压冷却分液将步骤1获得的脱焦荒煤气进行增压，然后将增压后的脱焦荒煤气依次进行冷却和分液后获得一次增压荒煤气。步骤3：二次增压将步骤2获得的一次增压荒煤气进行增压，获得二次增压荒煤气；步骤4：预处理首先将步骤3获得的二次增压荒煤气进行水洗，脱出二次增压荒煤气中的NH3，获得NH3的含量在100ppm以下的脱氨荒煤气；然后将脱氨荒煤气送入TSA净化单元中进一步脱出脱氨荒煤气中的焦油、苯和萘，获得焦油含量≤1mg/Nm3、苯含量≤10mg/Nm3、萘含量≤1mg/Nm3的净化荒煤气；步骤5：三次增压将步骤4获得的净化荒煤气进行增压；步骤6：脱氧变换首先，将步骤5增压后的净化荒煤气预热后再进行脱毒除氧，然后将脱毒除氧的净化荒煤气经两段低温变换使荒煤气中的CO与水蒸气反应转化为H2和CO2，最后获得CO含量≤1％的变换荒煤气；步骤7：脱硫将步骤6获得的变换荒煤气降温后依次进行湿法脱硫和干法脱硫，最后获得H2S的含量≤1mg/Nm3脱硫荒煤气；步骤8：湿法脱碳将步骤7获得的脱硫荒煤气进行湿法脱碳，获得CO2含量≤30ppm的脱碳荒煤气；步骤9：甲烷提浓将步骤8获得的脱碳荒煤气送入到抽真空变压吸附系统I中将脱碳荒煤气中的甲烷脱出，获得甲烷含量小于0.5％的粗产品氢气；步骤10：氢气提纯将步骤9获得的粗产品氢气送入抽真空变压吸附系统II进一步提纯，最终获得纯度大于99.9％的产品氢气；步骤11：LNG制取将真空变压吸附系统I解吸出的甲烷依次进行增压、干燥、脱汞后进入冷箱中，最后获得产品LNG。2.根据权利要求1所述的一种荒煤气制氢联产LNG工艺，其特征在于，所述步骤2中的脱焦荒煤气被增压至0.07...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯世杰，余浩，瞿孝星，李振东，曾轲，梁东，黄成波，阎朝旭，邹康，刘贤虎，
申请(专利权)人：成都华西化工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：