一种焦炉煤气和高炉煤气原料转化制液化天然气的方法。该工艺技术以焦炉煤气和高炉煤气为原料，经过原料常温常压干法脱硫、煤气压缩、煤气吸附净化、煤气等温-绝热串联式甲烷化、煤气吸附干燥与脱金属，冷冻液化分离等工艺过程，生产出纯度大于99％的高品质液化天然气。该工艺技术可将煤气中的硫、萘、焦油、苯、汞等有害杂质高效、简便、低成本地充分脱除，并将较低价值的H2、CO、CO2等组份全部转化为所需要的高价值CH4成分，因而具有：原料气质量要求低，液化天然气产品产量大、产品纯度高，生产能耗低，无环境污染，流程可靠，投资省，操作简单、经济效益好的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种综合利用焦炉煤气与高炉煤气转化生产大量液化天然气的工艺流程方法。
技术介绍
我国是世界上最大的焦炭生产国，在生产焦炭过程中会副产大量的焦炉煤气(每年超过800亿立方米)，这些焦炉煤气除一半左右回炉作燃料外，剩余一半就需要另外利用，如作燃气、发电、生产合成氨、甲醇、二甲醚等。但由于这些利用方式普遍存在投资大或效益不高的问题，因此许多焦炭生产企业仍大量直接燃烧排放焦炉煤气，造成了资源的大量浪费和环境污染。我国同时又是世界上最大的钢铁生产大国，拥有最大的高炉炼铁生产能力，高炉炼铁的同时副产大量的高炉煤气，由于其热值很低，通常都是和高热值燃气混合后作燃料或发电，但由于高炉气量巨大，因此许多钢铁企业同时还需要放散相当多的高炉煤气，这也造成了资源的大量浪费和环境污染。而我国同时又是非常需要天然气的国家，每年大量进口管道天然气和液化天然气 (LNG)，因此如果能同时利用这些放散的焦炉煤气和高炉煤气生产液化天然气(LNG)，不仅可缓解我国能源不足的状况，而且经济效益非常客观。到目前为止，有人尝试过利用焦炉煤气直接液化生产LNG的方案，这在专利 200820132075. 5中有所涉及，但是由于焦炉煤气中含有大量的、萘、焦油、CO2, H20、金属汞等组份，因此直接液化事实上不可实现，会堵塞LNG冷箱，并且天然气质量不能达到国家标准，而且液化天然气的产量小、效益低。在专利200810055168. 7中也提及了一种以焦炉煤气为原料生产液化天然气的方法，但是该方法存在以下的问题1)焦炉煤气在压缩前需要先用鼓风机升压并作预处理，这样就延长了流程、增加了投资和运行成本；2)焦炉煤气在压缩后需要设置水解工序，水解工序采用的是化学反应方式将有机硫转化成无机硫再脱除，投资大、能耗高，水解脱硫剂的寿命也短，而且流程复杂、设备多；幻在水解工艺后还需要设置粗脱硫工段和精脱硫工段，粗脱硫工段采用低温甲醇洗、聚乙二醇额甲醚法或MDEA 工艺，也属于投资大、能耗高的工艺；精脱硫采用ZnO脱硫，脱硫剂价格高、硫容小、运行成本高；4)其专利所采用的技术在粗脱硫时将CO2也同时脱除了，而不是将其转化成CH4,因此该技术的CH4产量小，经济性差力)其采用的甲烷化工艺为丹麦Topsoe或德国Lurgi的三段反应技术，反应温度高达500 600°C，流程复杂、投资高，操作负荷调节范围窄，更难以适应焦炉煤气配高炉煤气后含大量C0、C02 (超过20%)的组份情况；6)该专利在深冷前没有设置脱金属反应器，将导致冷箱换热设备因为煤气中存在的汞而迅速腐蚀，设备运行寿命短。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种更高效、简便、经济的焦炉煤气与高炉煤气转化生产大量液化天然气的工艺流程技术，同时可以适应于任何含有1 30%的CH4,1 15 %的CO，1 15 %的(X)2和5 60%的H2组份的混合煤气。本专利技术采用了下列技术方案解决了其技术问题一种高效简便的，其特征在于焦炉煤气与高炉煤气的混合煤气依次经过以下工艺步骤常温常压干法脱硫、煤气压缩、煤气吸附净化、煤气等温-绝热串联式甲烷化、煤气吸附干燥与脱金属，冷冻液化分离，生产出纯度大于99%的高品质液化天然气。本专利技术不需要在压缩前进行任何的预处理，也不需要升压，直接经过一个常温、常压的干法脱硫塔将脱到IOppmv以下就可以进入压缩工序了，压缩后也不需要进行化学反应的水解工序，不需要采用低温甲醇洗、聚乙二醇额甲醚法或MDEA法的湿法粗脱硫工序，以及后续的精脱硫工序，直接采用简单的TSA吸附塔+PSA吸附塔串联净化工艺，利用优良的吸附剂就将所有的萘、焦油、苯、残余的有机硫、无机硫等杂质一次性脱除干净，整个过程为完全的物理干法过程，与前述的化学和湿法过程相比，流程大幅度简化，操作简单、投资和运行费用也将大幅降低。本专利技术所采用的等温-绝热串联式甲烷化工艺，由于等温床可控制反应温度在 250 320°C之间，因此无论原料煤气中的C(HO)2含量高低，操作负荷如何变化，都不影响操作，这样既可适应焦炉煤气与高炉煤气的混合气，也可适应独立的焦炉煤气，而且比传统的三段反应流程少了一段反应器和二个蒸汽发生器，反应温度也大大降低，因此投资和运行成本大幅度下降，操作弹性则大大增加(可以达到10-100% )，而且将煤气中的C0+C02全部都转化成了 CH4产品，合理地配比焦炉煤气和高炉煤气比例还可以将焦炉煤气中的H2也基本都转化为CH4产品，因此大大提高了 CH4的产量和经济效益。本专利技术中，甲烷化后的煤气经过干燥和脱金属反应器脱除掉H2O和汞后进入LNG 冷箱，分离出常压、-163°C的液化天然气，不凝的排放气则作为净化工序的再生气，最后送出界区作燃料。本工艺的主要优点1)压缩前没有原料气升压风机和复杂的预处理工序，压缩后没有水解反应工序和湿法粗脱硫、ZnO精脱硫工序，只通过简单的常温常压干法脱硫和吸附式物理净化过程，就将煤气净化干净，流程简单、操作简便、投资省、运行成本低。2)由于没有了复杂的脱(X)2工序，而且在焦炉煤气中混合了适量的低价值高炉煤气，因此可以将焦炉煤气中C0、0)2和H2都转化为CH4,所以液化天然气产量大幅度增加(约 30%)，经济效益更好。3)甲烷化工艺采用自行开发的等温-绝热串联式甲烷化工艺，少了一段反应器和二个蒸汽发生器，流程大幅度简化，反应温度也大大降低，因此投资和运行成本大幅度下降，操作弹性则大大增加(可以达到10-100% )，对原料的适应性大大提高。4)LNG冷箱前设置的脱金属反应器可将煤气中的汞脱除干净，避免冷箱中铝材的换热设备腐蚀，保证装置的长周期安全稳定运行。附图说明附图为本专利技术的工艺流程图。图中各序号分别表示为1-脱硫塔； 2-压缩机； 3a_TSA吸附塔；3b-TSA吸附塔；4-加热器； fe-PSA吸附塔；5b-PSA吸附塔；6-等温床甲烷化反应器；7-绝热床甲烷化反应器；8-汽包；9-换热器；10-脱盐水预热器；11-冷却器； 12-分液罐；13a_TSA干燥塔；13b-TSA干燥塔；14-脱金属反应器；15-加热器；16-LNG 冷箱； 17-LNG 储罐； 18-LNG 装车泵。具体实施方式以下结合实施例以及附图对本专利技术作进一步的描述。参照附图，本专利技术所采用的工艺步骤依次如下1)常温常压干法脱硫工序焦炉煤气和高炉煤气在接近常压的情况下直接进入干法脱硫塔1中，由于其中装填有高效的常温干法脱硫剂，因此煤气中的在脱硫剂的作用下，与煤气中含有的 O2直接反应生成单质硫，停留在脱硫塔中，从而使经过脱硫塔后的煤气中吐3含量小于 IOppm(ν% )。2)压缩工序干法脱硫后的煤气通过压缩机2升压到0. 2 4. OMPa. G后进入后序的吸附净化工序。3)吸附净化工序吸附净化工序采用TSA吸附塔3a、3b串联PSA吸附塔5a、5b工艺，TSA和PSA分别由2-3个吸附塔组成，吸附塔中同时装填高效的活性氧化铝、硅胶、活性碳和分子筛等吸附剂。压缩后的煤气首先进入TSA吸附塔3a、3b中正处于吸附状态的吸附塔内(在组成TSA净化的2-3个吸附塔中始终有一个吸附塔处于吸附状态)，在高压和常温状态下，煤气中的萘、焦油、苯、和残余的有机硫、无机硫本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高效简便的焦炉煤气和高炉煤气原料转化制液化天然气的方法，其特征在于焦炉煤气与高炉煤气的混合煤气依次经过以下工艺步骤：常温常压干法脱硫、煤气压缩、煤气吸附净化、煤气等温－绝热串联式甲烷化、煤气吸附干燥与脱金属，冷冻液化分离，生产出纯度大于９９％的高品质液化天然气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尹冬梅，
申请(专利权)人：上海标氢气体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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