CN114773154A - 一种用焦炉煤气联产lng和甲醇的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法，将焦炉中所产的焦炉气全部送入上述装置中，经净化和冷冻分离后，分离出LNG产品；冷冻分离出产品还包括富氢尾气和富CO气体，富氢尾气再经过变压吸附提氢装置提取出氢气，与富CO气体、净化过程中分离出来的CO2气体混合，经混合气压缩装置加压后送入甲醇合成和精馏装置，生产甲醇；提氢尾气和甲醇驰放气混合后送焦炉作为燃料再利用。本发明取消了空分装置、甲烷转化装置，投资降低，LNG的产品产量提高，生产成本降低；可根据市场情况调节两种产品各自的产量，适应市场需求，提高经济效益；大幅度减少资金投入，减少资源浪费，提高碳减排量。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工产品的生产领域，具体涉及到一种以焦炉气为原料，对焦炉气中的不同组分进行冷冻分离，合理的组合生产LNG和甲醇的方法。
背景技术
传统的焦炉气制LNG和制甲醇技术，都存在着巨大的能源和资源的浪费问题。
以200万吨焦化配套生产20万吨/年甲醇或配套生产12.8万吨LNG为例：
如果配套生产20万吨/年甲醇，要配套建设12000 Nm3/h的空分制氧装置，这些氧气在甲烷转化炉中燃烧，虽然将CH4转化裂解产生了甲醇生产所需要的氢气，同时也烧掉了高达24000Nm3/h的氢气，装置的化学反应能量损失巨大。
如果用来配套生产12.8万吨/年LNG，要配套建设甲烷化装置，正好与甲醇装置的甲烷裂解相反，要将H2、CO和CO2进行甲烷化反应生成甲烷，其化学反应同样会损失掉很多的能量。
在长期生产过程中可知，焦炉气中的CH4和H2的含量都不缺乏，没有必要进行甲烷化来生产LNG，也没有必要进行甲烷裂解来产生H2以生产甲醇。传统的焦炉气生产LNG和甲醇的装置，都是焦炉自身先烧掉近50%的焦炉气，即烧掉了CH4又烧掉了H2，还烧掉CO，造成了大量的资源浪费。
发明内容
本发明是针对背景技术中的缺陷，提供一种用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法。
本发明所公开的这种工艺方法，不用烧掉将近50%的焦炉气，而是和另外50% 的焦炉气一起，全部送到本装置，将其中的CH4、H2、CO和CO2分别提取出来，在不经过空分制氧，不经过甲烷化，也不经过甲烷裂解制氢的情况下，就能生产出比传统工艺还要多得多的产品。如冬季LNG价格很高时，能生产出LNG 15万吨/年，比传统的装置多出2.2万吨的产量。夏季LNG价格低时，可以生产出12万吨甲醇的同时，生产LNG 11万吨。
实现上述目的采用以下的技术方案：一种用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法，
用焦炉煤气联产LNG和甲醇的生产过程使用的装置包括一套焦炉气压缩装置、一套焦炉气精制装置、一套湿法脱碳装置、一套冷冻分离装置、一套变压吸附提氢装置、一套H2、CO和CO2气体的混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置；
所述方法的具体步骤包括：
S1、将焦炉中所产的焦炉气全部送入上述装置中，经净化和冷冻分离后，分离出LNG产品；
S2、步骤S1中冷冻分离出产品还包括富氢尾气和富CO气体，所述的富氢尾气再经过变压吸附提氢装置提取出氢气，与所述的富CO气体、净化过程中分离出来的CO2气体混合，经混合气压缩装置加压后送入甲醇合成和精馏装置，生产甲醇；
S3、提氢尾气和甲醇驰放气混合后送焦炉作为燃料再利用。
步骤S1中的净化包括依次经过焦炉气压缩装置、焦炉气精制装置、湿法脱碳装置进行压缩-脱硫-脱碳处理。
步骤S1中的净化处理过程中，经脱碳处理后生成脱碳气和CO2气体；其中脱碳气送入冷冻分离装置进行冷冻分离，CO2气体如步骤S2所述进行混合。
焦炉所需的燃料由所述步骤S3所产生的尾气提供。
所述方法生产的两种产品为LNG和甲醇；根据市场需求情况随时调节各自产量；冬季LNG价格很高时，不生产甲醇，全部生产LNG实现利润的最大化。
采用上述技术方案，与传统的技术相比，本发明的技术效果在于以下方面：
1、取消了焦炉气制甲醇技术中高能耗的空分装置、甲烷转化装置，还取消了焦炉气制LNG技术中高能耗的甲烷化装置，投资大幅度的降低，LNG的产品产量大幅度提高，生产成本降低；
2、终极产品包括LNG和甲醇这两种产品可供选择，可根据市场情况调节两种产品各自的产量，适应市场需求，提高经济效益；
3、尾气被回收再利用，作为焦炉的燃料，硫含量几乎为零，可以节省焦炉的脱硫装置，大幅度减少资金投入，减少资源浪费。
4、碳减排，由于将焦炉所产焦炉煤气中的CH4、CnHm、CO和CO2最大限度的提取出来并转移到产品中去了，返回焦炉的尾气以氢气为主，而氢气燃烧后变成了水，从而大幅度的降低了CO2的排放量。在本发明的联产LNG和甲醇的生产方法中，比以前的工艺可减排CO215.26万吨/年（以焦炉所产100000 Nm3/h焦炉气为例）。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是冬季停开甲醇装置后的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
传统的焦炉气生产LNG和甲醇的装置，都是焦炉自身先烧掉近50%的焦炉气，即烧掉了CH4又烧掉了H2，还烧掉CO。如果不烧掉这近50%的焦炉气，而是将100% 焦炉气中的CH4、H2、CO和CO2分别提取出来，在不经过空分制氧，不经过甲烷化，也不经过甲烷裂解制氢，就能生产出比传统工艺还要多得多的产品。如冬季LNG价格很高时，停产甲醇装置，能生产出LNG15万吨/年，比传统的装置多出2.2万吨的产量。夏季LNG价格低时，可以生产出12万吨甲醇的同时，同时生产LNG 11万吨。而且尾气还能满足焦化的燃气需要。
本发明公开了一种用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法，该方法取消了传统焦炉气制甲醇技术中高能耗的空分装置、甲烷转化装置；取消了传统焦炉气制LNG技术中高能耗的甲烷化装置。利用焦炉所产的全部焦炉气，提取出满足需要数量的CH4、H2、CO和CO2，设计出更合理的焦炉气联产LNG和甲醇的生产工艺路线。
这种用焦炉煤气联产LNG和甲醇的生产过程使用的装置包括一套焦炉气压缩装置、一套焦炉气精制装置、一套湿法脱碳装置、一套冷冻分离装置、一套变压吸附提氢装置、一套H2、CO和CO2气体的混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置。
用焦炉煤气联产LNG和甲醇的生产方法，具体步骤包括：
S1、将焦炉中所产的焦炉气全部送入上述装置中，经净化和冷冻分离后，分离出LNG产品；
S2、步骤S1中冷冻分离出产品还包括富氢尾气和富CO气体，所述的富氢尾气再经过变压吸附提氢装置提取出氢气，与所述的富CO气体、净化过程中分离出来的CO2气体混合，经混合器压缩装置加压后送入甲醇合成和精馏装置，生产甲醇；
S3、提氢尾气和甲醇驰放气混合后送焦炉作为燃料再利用。
步骤S1中的净化包括依次经过焦炉气压缩装置、焦炉气精制装置、湿法脱碳装置进行压缩-脱硫-脱碳处理。
步骤S1中的净化处理过程中，经脱碳处理后生成脱碳气和CO2气体；其中脱碳气送入冷冻分离装置进行冷冻分离，CO2气体如步骤S2所述进行混合。脱碳气去冷冻分离装置，经冷冻后分离出LNG、富氢气和富CO气。LNG作为产品销售，富氢气去变压吸附提氢装置提取氢气，富CO气和脱碳产出CO2与提取的氢气混合后去生产甲醇。
焦炉所需的燃料由所述步骤S3所产生的尾气提供。剩余的尾气返回焦炉作为燃料。该方法将焦炉煤气中不同组分分离，组建了新的生产LNG和甲醇的工艺技术，比传统的LNG技术减少了焦炉气的甲烷化装置、比传统的甲醇的生产技术减少了空分和甲烷裂解装置，这样就减少了甲烷化和甲烷裂解的能量损失，能量利用更加合理。也只有将焦炉气100%的拿来，分离出的LNG产量才能达到最大化，分离出的CO2和CO才能使甲醇产量达到最大化。
这种方法生产的两种产品为LNG和甲醇；根据市场需求情况随时调节各自产量；冬季LNG价格很高时，不生产甲醇，全部生产LNG实现利润的最大化。冬季，富氢气和富CO气不再分离，都作为尾气送回焦炉。
具体实施例：
以年产200万吨焦炉所产100000 Nm3/h焦炉气为例。
焦炉所产、经焦化的化产装置初步净化后焦炉气100000 Nm3/h，成分为：H2 58%；CH4 24%；CmHn 2.2%；CO 7.2%；CO2 3.5%N2 5.1%H2S≤50mg/ Nm3；有机硫≤200 mg/ Nm3，热值4100大卡/ Nm3，经压缩机压缩至0.8~2.5MPa，送精制装置精制到总硫含量≤0.1PPm，其它杂质几乎为零。精制气去冷冻分离装置，分离出LNG、富氢气和富CO气。LNG 11万吨/年作为产品销售。富氢气去变压吸附装置提取氢气27500 Nm3/h，与冷冻分离出来的富CO气体8220Nm3/h，脱碳分离出来的CO2气体3500 Nm3/h，混合后压缩到5.5 MPa左右去生产甲醇12万吨/年。提氢尾气和甲醇驰放气混合后共计45768 Nm3/h，热值16000万大卡/h，送焦炉作为燃料，能满足焦炉的热量需要。
上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法，其特征在于：
用焦炉煤气联产LNG和甲醇的生产过程使用的装置包括一套焦炉气压缩装置、一套焦炉气精制装置、一套湿法脱碳装置、一套冷冻分离装置、一套变压吸附提氢装置、一套H2、CO和CO2气体的混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置；
所述方法的具体步骤包括：
S1、将焦炉中所产的焦炉气全部送入上述装置中，经净化和冷冻分离后，分离出LNG产品；
S2、步骤S1中冷冻分离出产品还包括富氢尾气和富CO气体，所述的富氢尾气再经过变压吸附提氢装置提取出氢气，与所述的富CO气体、净化过程中分离出来的CO2气体混合，经混合气压缩装置加压后送入甲醇合成和精馏装置，生产甲醇；
S3、提氢尾气和甲醇驰放气混合后送焦炉作为燃料再利用。
2.根据权利要求1所述的用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法，其特征在于，步骤S1中的净化包括依次经过焦炉气压缩装置、焦炉气精制装置、湿法脱碳装置进行压缩-脱硫-脱碳处理。
3.根据权利要求2所述的用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法，其特征在于，步骤S1中的净化处理过程中，经脱碳处理后生成脱碳气和CO2气体；其中脱碳气送入冷冻分离装置进行冷冻分离，CO2气体如步骤S2所述进行混合。
4.根据权利要求1所述的用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法，其特征在于，焦炉所需的燃料由所述步骤S3所产生的尾气提供。
5.根据权利要求1所述的用焦炉煤气联产LNG和甲醇的方法， 其特征在于，所述方法生产的两种产品为LNG和甲醇；根据市场需求情况随时调节各自产量；冬季LNG价格很高时，不生产甲醇，全部生产LNG实现利润的最大化。
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