一種焦?fàn)t煤氣回收制lng聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，屬于化工合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是世界上焦炭產(chǎn)量最大的國家，在制取焦炭時會產(chǎn)生大量的焦?fàn)t煤氣，其組成包括 H2 (55-60%), CH4 (23?27%)、CO (5~8%)、多碳碳氫化合物(2~4%)、CO2 (1.5-3%), N2(3-7%), O2 (0.3-0.8%)和少量稀有氣體。如果能合理利用這一資源，每年可以節(jié)約數(shù)千萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
[0003]現(xiàn)有焦炭廠焦?fàn)t煤氣一般用作燃料燃燒、發(fā)電或者作為原料制取甲醇、LNG，但都存在價值利用率低的問題。作為燃料用于鍋爐或者鋼廠乳鋼加熱時，由于其中H2熱值較低，直接燃燒并不合算。用于國內(nèi)燃氣內(nèi)燃機發(fā)電時，同樣由于H2熱值低，發(fā)電效率不高，每方焦?fàn)t氣僅發(fā)1.1度電，且隨著時間發(fā)電效率越低，價值更低。用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇時，存在CO和N2分離困難的問題，尤其對氧含量達到0.6%以上時，分離難度更大，設(shè)備投資巨大；利用焦?fàn)t煤氣制作LNG需要將其中的H2、C0、C02轉(zhuǎn)化成甲烷，同樣投資較大，而且甲烷化過程中一部分H2轉(zhuǎn)化成H 20，原料損失較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的就在于克服上述不足，提供一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，具體包括以下步驟:
1)氣體凈化，焦?fàn)t煤氣進入焦?fàn)t煤氣氣柜進行緩沖后，再依次經(jīng)過電捕油，TSA脫萘脫焦油，加壓后通過干法凈化除氧脫硫脫汞，得到凈化后的I級混合氣體；
2)C0轉(zhuǎn)換，將I級混合氣體通入變換器進行轉(zhuǎn)換，混合氣體中的CO與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)換為比和CO 2，得到2級混合氣體；
3)氣體分離，將2級混合氣體經(jīng)過PSA變壓吸附粗脫碳，大部分多碳碳氫化合物、H2S和CO2被吸附脫除后，再經(jīng)過分子篩深度脫碳脫水，最后經(jīng)過膜分離出H2，得到高014濃度的3級混合氣體；
4)制LNG，3級混合氣體進入冷箱，經(jīng)液化后制得LNG，液化后剩余的氣體通過低壓閃蒸塔分離得到4級混合氣體；
5)合成氨，4級混合氣體通過加壓醇烴化，再與步驟3)中膜分離得到的H2混合，再通過補氮調(diào)節(jié)氫氮比，進入合成氨塔合成氨。
[0005]進一步，步驟I)中加壓后的氣體壓力為2.4MPa。
[0006]進一步，步驟3)中經(jīng)PSA和分子篩吸附的多碳碳氫化合物、H2S和CO2經(jīng)解吸附后回爐燃燒。
[0007]進一步，步驟5)中氫氮比按體積比為3:1。
[0008]進一步，步驟5)合成氨的過程中有合成氨弛放氣，馳放氣主要是CH4、H2、N2、Ar，通過膜分離出H2，將H2補充到合成氨塔中，余下的混合氣循環(huán)進入冷箱將混合氣中的CH4制成LNG，當(dāng)AR富集到一定濃度后排放馳放氣以釋放AR。
[0009]本發(fā)明的有益點在于:1.通過變換將CO與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)換成&和CO 2，巧妙的解決了焦?fàn)t煤氣中CO和N2較難分離的問題，同時轉(zhuǎn)換生成的H2和分離出的N2又可以作為合成氨的原料，提高了原料利用率。2.通過變壓吸附粗脫碳工序脫掉了大部分碳氫化合物、H2S,以及CO2，將這部分氣體回爐燃燒。脫碳的同時既將H2S脫除，解決H2S排放問題，又脫除了多碳碳氫化合物，提高了后工段LNG的品質(zhì)；同時脫除的H2S、碳氫化合物和CO2還可以回爐燃燒，多碳碳氫化合物熱值較高，與C(V混合還能保證熱值，達到摻燒熱值要求。3.通過合成氨后膜分離將H2、CH4、N2分離，循環(huán)利用。本方案可以將焦?fàn)t煤氣的有效成分均回收利用，幾乎無損失，提高了焦?fàn)t煤氣的生產(chǎn)附加值。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明流程不意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，在此發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0012]如圖1所示的一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，包括以下步驟:
1)氣體凈化，焦?fàn)t煤氣進入焦?fàn)t煤氣氣柜進行緩沖后，再依次經(jīng)過電捕油，TSA脫萘脫焦油，加壓到2.4MPa后通過干法凈化除氧脫硫脫汞，得到凈化后的I級混合氣體；
2)C0轉(zhuǎn)換，將I級混合氣體通入變換器進行轉(zhuǎn)換，混合氣體中的CO與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)換為比和CO 2，得到2級混合氣體；
3)氣體分離，將2級混合氣體經(jīng)過PSA變壓吸附粗脫碳，大部分多碳碳氫化合物、H2S和CO2被吸附脫除后，再經(jīng)過分子篩深度脫碳脫水，最后經(jīng)過膜分離出H2，得到高014濃度的3級混合氣體；
4)制LNG，3級混合氣體進入冷箱，經(jīng)液化后制得LNG，液化后剩余的氣體通過低壓閃蒸塔分離得到4級混合氣體；
5)合成氨，4級混合氣體通過加壓醇烴化，再與步驟3)中膜分離得到的H2混合，再通過補氮調(diào)節(jié)氫氮體積比至3:1，進入合成氨塔合成氨。
[0013]合成氨的過程中有合成氨弛放氣，馳放氣主要是CH4、H2、N2、Ar，通過膜分離出H2,將H2補充到合成氨塔中，余下的混合氣循環(huán)進入冷箱將混合氣中的CH4制成LNG，當(dāng)AR富集到一定濃度后排放馳放氣以釋放AR。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，包括以下步驟: 1)氣體凈化，焦?fàn)t煤氣進入焦?fàn)t煤氣氣柜進行緩沖后，再依次經(jīng)過電捕油，TSA脫萘脫焦油，加壓后通過干法凈化除氧脫硫脫汞，得到凈化后的I級混合氣體； 2)C0轉(zhuǎn)換，將I級混合氣體通入變換器進行轉(zhuǎn)換，混合氣體中的CO與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)換為比和CO 2，得到2級混合氣體； 3)氣體分離，將2級混合氣體經(jīng)過PSA變壓吸附粗脫碳，大部分多碳碳氫化合物、H2S和CO2被吸附脫除后，再經(jīng)過分子篩深度脫碳脫水，最后經(jīng)過膜分離出H2，得到高014濃度的3級混合氣體； 4)制LNG，3級混合氣體進入冷箱，經(jīng)液化后制得LNG，液化后剩余的氣體通過低壓閃蒸塔分離得到4級混合氣體； 5)合成氨，4級混合氣體通過加壓醇烴化，再與步驟3)中膜分離得到的H2混合，再通過補氮調(diào)節(jié)氫氮比，進入合成氨塔合成氨。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，其特征在于:所述的步驟I)中加壓后的氣體壓力為2.4MPa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，其特征在于:所述的步驟3)中經(jīng)PSA和分子篩吸附的多碳碳氫化合物、H2S和0)2經(jīng)解吸附后回爐燃燒。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，其特征在于:所述的步驟5)中氫氮比按體積為3:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，其特征在于:所述的步驟5)合成氨的過程中有合成氨弛放氣，馳放氣主要是CH4、H2、N2、Ar，通過膜分離出H2,將H2補充到合成氨塔中，余下的混合氣循環(huán)進入冷箱將混合氣中的CH 4制成LNG，當(dāng)AR富集后排放馳放氣以釋放AR。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種焦?fàn)t煤氣回收制LNG聯(lián)產(chǎn)合成氨的方法，包括以下步驟：氣體凈化，CO轉(zhuǎn)換，氣體分離，制LNG，合成氨。本發(fā)明可以解決焦?fàn)t煤氣中CO和N2難以分離的問題，同時可以解決H2S排放的問題，脫除的H2S、多碳碳氫化合物和CO2可以回爐燃燒，而且熱值較高，本方案原料利用率高，提高了焦?fàn)t煤氣的生產(chǎn)附加值。
【IPC分類】C01B3/50
【公開號】CN105110291
【申請?zhí)枴緾N201510427832
【發(fā)明人】陳志強, 孔少尉, 秦威鋒, 吳運治, 吉保慶, 薛蛟祖
【申請人】河南環(huán)宇石化裝備科技股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月21日