液化天然气的制造装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种液化天然气的制造装置，是以焦炉气为主原料的液化天然气的制造装置，依次包括如下单元：气体精制单元、转换反应单元以及液化单元，其中，所述转换反应单元是使水和一氧化碳转换成氢和二氧化碳的单元，并且，在所述转换反应单元和所述液化单元之间设有除去二氧化碳的脱碳酸单元和对氢进行选择性分离的氢分离单元。根据本实用新型专利技术，能使氢增产，同时增产可作为从焦炉气制造SNG时的原料利用的二氧化碳。并且能一定程度上提高液化单元中副产的不凝性气体的发热量，有利于不凝性气体输送至焦炉，作为焦炉的燃料加以利用，从而可进一步提高液化天然气的制造装置的运行效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及以焦炉气(COG)为主原料的液化天然气(LNG)制造装置，尤其涉及以焦炉气为主原料的液化天然气的制造中联产氢的装置。
技术介绍
目前，在中国，以丰富的煤资源为背景在各地出现了大规模的焦炉，SNG化也在积极地开展，由COG制造LNG的工艺日趋成熟。此外，也有人研究通过分离COG中含有的氢成分,与LNG同时制造氢的技术。目前，已有经COG的甲烷化制造LNG后再分离剩余的氢成分的方法、以及为了降低生产成本，将COG精制后不经过甲烷化直接制造LNG的方法。这两种方法根据以LNG为主要目标产品还是以氢为主要目标产品而被选择使用。具体而言，对于通过分离COG中含有的氢成分，从而与LNG同时制造氢的技术而言，如果具有甲烷化工序，则建设成本比较高，此外，在希望将氢作为产品分离时，很难得到足够量的氢。因此，为了降低生产成本或对氢的需求高时，如上所述，可以考虑采用将COG精制后不经过甲烷化直接制造LNG的方法。例如，在专利文献I (CN101747131A)中记载了将经气体精制的焦炉气通过酸性气体吸收塔除去CO2 (因其在LNG液化单元中会凝固而导致堵塞)后，用氢分离膜对产品气体中的氢进行粗提后，经液化单元生产LNG的技术。此外，在专利文献2 (CN102031159A)中记载了从焦炉气中除去硫成分和焦油成分等杂质后，直接进行液化的技术。并且由于不含有氢分离等单元，所以在不凝性气体中含有大量的氢、CO,因此提出了将其 作为焦炉的燃料来利用。然而，专利文献I的专利技术中，虽然为了防止LNG液化单元中的堵塞，除去了 0)2，但对于气体中的CO，并没有考虑将其转换成CO2处理的可行性，而仅仅是将其作为不凝性气体回收后，作为燃料利用。而CO会降低不凝性气体的发热量，对将不凝性气体作为焦炉的燃料利用来说是不利的。因此，这在资源的有效利用、积极回收方面存在问题。而专利文献2的专利技术中，尤其是关于二氧化碳的除去工序并没有任何记载，因此LNG液化工序中因二氧化碳的凝固而将会发生堵塞。并且，如同专利文献1，对于气体中的CO,并没有考虑将其转换成CO2处理的可行性，而仅仅是将其作为不凝性气体回收后，作为燃料利用。而CO会降低不凝性气体的发热量，对将不凝性气体作为焦炉的燃料利用来说是不利的。因此，这在资源的有效利用、积极回收方面也同样存在问题。现有技术文献专利文献1:CN101747131A专利文献2 :CN102031159A
技术实现思路
鉴于上述状况，本技术的课题在于，在以焦炉气为原料的液化天然气的制造中联产氢气时，增加氢和二氧化碳气体的产量。另外，使液化单元中的不凝性气体一定程度上增热，从而有利于作为焦炉的燃料加以有效利用。为了解决上述课题，本技术中，通过将焦炉气中的CO气体利用转换反应在脱碳酸单元之前制成氢和CO2，从而使氢增产，并且同时增产可作为产品的二氧化碳。如此地，可将发热量较低的、属于降低不凝性气体的发热量的一个原因的CO气体转换成氢和二氧化碳后作为产品除去，还能期待一定程度上提高不凝性气体的发热量的效果，可将所得到的不凝性气体有利于作为焦炉的燃料而加以有效利用。S卩，本技术提供一种液化天然气的制造装置，其特征在于，是以焦炉气为主原料的液化天然气的制造装置，依次包括如下单元气体精制单元、转换反应单元以及液化单元，其中，所述转换反应单元是使水和一氧化碳转换成氢和二氧化碳的单元，并且，在所述转换反应单元和所述液化单元之间设有除去二氧化碳的脱碳酸单元和对氢进行选择性分离的氢分离单元。根据本技术，通过将以焦炉气为主原料的气体经气体精制单元精制，并在转换反应单元中将其中的CO和H2O转换成CO2和H2，然后将得到的CO2和H2分别在脱碳酸单元、氢分离单元中进行除去并回收，然后在液化单元进行LNG化，由此，能使氢增产，可作为产品回收高纯度的氢，并且同时增产可作为产品的二氧化碳。同时，液化单元中副产的不凝性气体，由于发热量较低的氢的大部分(也包括由CO转换的氢)已被除去，并且与以往技术中的不凝性气体相比，由于CO的转换，其含量也大幅得到了减少，所以能够期待一定程度上提高不凝性气体的发热量的效果。本技术的液化天然气的制造装置中，优选所述脱碳酸单元，以使所述液化单元的入口处的气体中的二氧 化碳的浓度成为50ppm以下的方式除去二氧化碳。根据本技术，通过所述脱碳酸单元，优选将CO2除去至其浓度在液化单元的入口处的气体中为50ppm以下，由此防止液化单元中因CO2的凝固而发生堵塞的问题。本技术的液化天然气的制造装置中，优选还设有不凝性气体输送管，用于将在所述液化单元中副产的不凝性气体作为焦炉的燃料输送至焦炉，混入加热焦炉的富煤气中。根据本技术，因为能够期待使液化单元中副产的不凝性气体一定程度上增热，通过不凝性气体输送管，将不凝性气体输送至焦炉作为焦炉的燃料利用，从而可进一步提高液化天然气的制造装置的运行效率。本技术的液化天然气的制造装置中，所述氢分离单元优选为选自变压吸附装置(PSA)和膜分离装置中的至少一种。本技术中，应对氢的需求高的情况，在以COG为原料的LNG化工艺中联产氢的技术中，省略甲烷化单元而提升了竞争力。并且，通过组合转换反应单元，实现了氢和二氧化碳的增产。另外，因为能够期待液化单元中的不凝性气体一定程度上增热，有利于不凝性气体作为焦炉的燃料进行有效利用，从而能够进一步提高运行效率。附图说明图1是表示使用本技术实施例1的液化天然气的制造装置的示意图。图2是表示以往的液化天然气的制造装置的一例的比较例I的示意图。图3是表示以往的液化天然气的制造装置的另一例的比较例2的示意图。具体实施方式下面以具体实施例对本技术进行详细的说明，但以下的实施例仅仅是用于说明本技术的具体的实施方法，本领域技术人员完全可以不脱离本技术的主旨的情况下进行各种改变和更换。并且，为了进一步说明本技术的效果，作为对比记载2个现有技术作为比较例I和2。实施例1图1是表示本技术实施例1的液化天然气的制造装置的示意图。如图1所示，实施例1的液化天然气的制造装置，依次包括如下单元气体精制单元、转换反应单元、脱碳酸单元(酸性气体吸收塔)、氢分离单元(H2PSA)、压缩单元、脱水单元以及液化单元。其中，转换反应单元中进行以下的转换反应。CCHH2O — H2+C02 使用实施例1的液化天然气的制造装置，对以表I中记载的组成的焦炉气为主成分的气体10000m3/hr作为原料气体，制造了液化天然气。具体而言,原料气体经气体精制单元被精制后,进入转换反应单元中,通过转换反应使一氧化碳转换为H2和CO2，然后进入酸性气体吸收塔中，除去C02，使CO2浓度成为50ppm以下，然后进入H2PSA,除去大部分的H2后，经压缩单元、脱水单元，供给到液化单元，从而制造 LNG。将其产品LNG量、产品氢量、产品二氧化碳气体量、不凝性气体的发热量示于表2。比较例I图2是表示以往的液化天然气的制造装置的一例的比较例I的示意图。利用比较例I的装置，对以表I中记载的组成的焦炉气为主成分的气体IOOOOm3/hr作为原料气体，制造了液化天然气。将其产品LNG量、产品氢量、产品二氧化碳气体量、不凝性气体的发热量示于表2。比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液化天然气的制造装置，其特征在于，是以焦炉气为主原料的液化天然气的制造装置，依次包括如下单元：气体精制单元、转换反应单元以及液化单元，其中，所述转换反应单元是使水和一氧化碳转换成氢和二氧化碳的单元，并且，在所述转换反应单元和所述液化单元之间设有除去二氧化碳的脱碳酸单元和对氢进行选择性分离的氢分离单元。

【技术特征摘要】
1.一种液化天然气的制造装置，其特征在于，是以焦炉气为主原料的液化天然气的制造装置，依次包括如下单元气体精制单元、转换反应单元以及液化单元，其中， 所述转换反应单元是使水和一氧化碳转换成氢和二氧化碳的单元， 并且，在所述转换反应单元和所述液化单元之间设有除去二氧化碳的脱碳酸单元和对氢进行选择性分离的氢分离单元。2.根据权利要求1所述的液化天然气的制造装置，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：川崎力，渡边嘉之，蔡承祐，
申请(专利权)人：中冶焦耐工程技术有限公司，日挥株式会社，
类型：实用新型
国别省市：