一種焦爐氣和轉爐氣聯產甲醇和cng、lng的方法
2023-09-20 20:05:10 1
專利名稱：一種焦爐氣和轉爐氣聯產甲醇和cng、lng的方法
技術領域：
本發明涉及甲醇和CNG、LNG的製備技術領域，尤其是一種利用焦爐氣和和轉爐氣聯產製備甲醇和CNG、LNG的工藝方法。
背景技術：
CNG即壓縮天然氣(Compressed Natural Gas,簡稱CNG)是天然氣加壓並以氣態儲存在容器中。壓縮天然氣除了可以用油田及天然氣田裡的天然氣外，還可以人工製造生物沼氣(主要成分是甲烷)。LNG即液化天然氣(liquefied natural gas)。主要成分是甲燒。LNG無色、無 味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態天然氣體積的1/600，LNG的重量僅為同體積水的 45% 左右，熱值為 52MMBtu/t (lMMBtu=2. 52 X 108cal)。壓縮天然氣與管道天然氣的組分相同，主要成分為甲烷(CH4)。CNG可作為車輛燃料使用。LNG (Liquefied Natural Gas)可以用來製作CNG，這種以CNG為燃料的車輛叫做NGV (Natural Gas Vehicle)。液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas,簡稱 LPG)經常容易與LNG混淆，其實它們有明顯區別。LPG的主要組分是丙烷(超過95%)，還有少量的丁烷，LPG在適當的壓力下以液態儲存在儲罐容器中，被用作民用燃料和車輛燃料。目前國內的焦化廠和煉鋼廠很多，以前的焦爐煤氣大多數用作燃料，現在焦爐煤氣可以用來提氫，可以經純氧轉化制甲醇，還可以經甲烷化制CNG、LNG。而大多數鋼廠的轉爐氣都是直接排放，不僅汙染環境還浪費能源。 目前國內只有一套焦爐氣提氫和轉爐氣淨化製備甲醇裝置，此裝置將工廠的焦爐氣提氫後和轉爐氣淨化後混合製備甲醇，將放空的轉爐氣和作燃料的焦爐氣有效利用，開創了一種新的製備甲醇的方法。提氫後的焦爐氣含有大量的CH4，返回燃料管網作鍋爐燃料，顯然很浪費。
發明內容
本發明的目的是提供一種焦爐氣和轉爐氣聯產甲醇和CNG、LNG的新方法，將焦爐氣和轉爐氣中的有效氣體最大化利用。為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案如下
一種焦爐氣和轉爐氣聯合製備甲醇和CNG、LNG的新方法，主要包括如下步驟
1)焦爐氣經變溫吸附淨化後經變壓吸附提純氫氣；
2)提純的氫氣與變溫吸附淨化後的轉爐氣混合後再進行精淨化；
3)精淨化後的合成氣加壓後進行甲醇合成，得到的粗甲醇經精餾後得到精甲醇；
4)甲醇合成的馳放氣送去與淨化後的焦爐氣混合進行提氫；
5)步驟4中提純氫氣後的解吸氣經過分離得到SNG產品，SNG經壓縮後得到CNG產品；
6)或者將該解吸氣經過分離後得到LNG產品。具體的，在本發明中，步驟I中所述的提純氫氣的純度在95 99. 5 %，優選98 99. 5%,更優選 99 99. 5%。作為優選，步驟2中氫氣與轉爐氣按照氫碳比2. 0 2. 2的比例混合，優選氫碳比2. 05 2. I。進一步的，步驟5中，解吸氣經過耐硫變換後由變壓吸附脫除CO2及硫化物，然後經變壓吸附提CH4後得到SNG，再經過壓縮得到CNG產品。進一步的，步驟6中，解吸氣經過MDEA法脫除酸性氣體，經乾燥、脫苯後進入深冷分離，經深冷分離後得到LNG產品。本發明的有益效果是
(1)採用焦爐氣變壓吸附提氫和轉爐氣淨化後混合合成甲醇，避免了焦爐氣的純氧轉化工藝，無高溫轉化部分，工藝安全性能更好；
(2)焦爐氣純氧轉化制甲醇的氫碳比在2.5 2. 6之間，而本工藝的氫碳比可以調到合成甲醇的最佳比例2. 05 2. I之間，合成氣的利用率更好；
(3)焦爐氣與甲醇馳放氣的混合氣經提氫後的解吸氣富含CH4，經耐硫變換、變壓吸附脫CO2及硫化物、變壓吸附提CH4後可以得到SNG，再經過壓縮後為CNG ;或將解吸氣經深冷分離可以得到LNG，使焦爐氣和轉爐氣中的有效成分得到最大化的利用。
圖I是本發明方法中的焦爐氣和轉爐氣聯合製備甲醇和CNG的流程示意圖，並作為實施例I的流程示意圖。圖2是本發明方法中的焦爐氣和轉爐氣聯合製備甲醇和LNG的流程示意圖，並作為實施例2的流程示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於下述實施例。
實施例I
本實施例的焦爐氣及轉爐氣聯合製備年產10萬噸甲醇和年產5668. 161 X IO4Nm3 CNG流程如下
焦爐氣(幹基)流量 40000 NmVh，其中H2 :55. 65%，CH4 :25. 67%，轉爐氣(幹基)流量 13000 Nm3/h，其中 CO :60%，CO2 :16%。其流程如圖I所示。焦爐氣(溼基)流量 41700 NmVh,經焦爐氣壓縮機壓縮到2. IMPa,進入變溫吸附預處理，預處理後的焦爐氣流量 40150 Nm3/h，合成馳放氣流量 6750 Nm3/h，焦爐氣與馳放氣混合後進入變壓吸附提氫工序，提出氫氣流量 23200 Nm3/h，其中H2 :98. 0%，解吸氣流量 23700 Nm3/h，其中CH4 :43. 3%，解吸氣送CNG工序。轉爐氣(溼基)流量 13800 NmVh,經轉爐氣壓縮機壓縮到I. 85MPa，進入變溫吸附預處理，預處理後的轉爐氣流量 12910 NmVh，其中CO 60%,C02 :16%。焦爐氣和馳放氣中提取的氫氣與預淨化後的轉爐氣混合，混合氣的(H2-CO2)/ (⑶+C02)=2. 1，經聯合壓縮機壓縮到6. 9MPa進入合成塔進行甲醇合成得到粗甲醇，粗甲醇經甲醇精餾後得到精甲醇產品 12.698t/h。焦爐氣和馳放氣提氫的解吸氣經加壓至I. OMPa壓力下經過耐硫變換，在脫CO的同時脫掉有機硫等雜質後，進入變壓吸附脫CO2系統。在出口端得到壓力0. 75MPa的淨化氣，再進入變壓吸附提CH4系統提濃CH4,獲得達到天然氣標準的SNG產品(其中CH4 90 96%) 7085. 2104Nm3/h，最後經過壓縮機加壓到25MPa製成CNG產品。H2、N2, CO等尾氣送燃料管網。實施例2
本實施例的焦爐氣及轉爐氣聯合製備年產10萬噸甲醇和年產9010. 176X IO4Nm3 LNG流程如下
焦爐氣(幹基)流量 40000 NmVh，其中H2 :55. 65%，CH4 :25. 67%，轉爐氣(幹基)流量 13000 Nm3/h，其中 CO :60%，CO2 :16%。其流程如圖2所示。焦爐氣(溼基)流量 41700 NmVh,經焦爐氣壓縮機壓縮到2. IMPa,進入變溫吸附預處理，預處理後的焦爐氣流量 40150 Nm3/h，合成馳放氣流量 6750 Nm3/h，焦爐氣與馳放氣混合後進入變壓吸附提氫工序，提出氫氣流量 23200 Nm3/h，其中H2 :98. 0%，解吸氣流量 23700 Nm3/h，其中CH4 :43. 3%送LNG工序。轉爐氣(溼基)流量 13800 NmVh,經轉爐氣壓縮機壓縮到I. 85MPa，進入變溫吸附預處理，預處理後的轉爐氣流量 12910 NmVh，其中CO 60%,C02 :16%。焦爐氣和馳放氣中提取的氫氣與預淨化後的轉爐氣混合，混合氣的(H2-CO2)/ (⑶+C02)=2. 1，經聯合壓縮機壓縮到6. 9MPa進入合成塔進行甲醇合成得到粗甲醇，粗甲醇經甲醇精餾後得到精甲醇產品 12.698t/h。焦爐氣和馳放氣提氫的解吸氣經加壓至I. 7MPa壓力下採用MDEA脫除酸性氣體，再經過脫水、脫苯後進入液化冷箱，在冷箱中，根 據解吸氣中各組分的沸點不同，採用低溫精餾的方式將CH4與H2、N2, CO分離，從而得到LNG產品 11262. 72Nm3/h。H2、N2, CO等尾氣送燃料管網。
權利要求
1.一種焦爐氣和轉爐氣聯產甲醇和CNG、LNG的方法，主要包括如下步驟 O焦爐氣經變溫吸附淨化後經變壓吸附提純氫氣； 2)提純的氫氣與變溫吸附淨化後的轉爐氣混合後再進行精浄化； 3)精浄化後的合成氣加壓後進行甲醇合成，得到的粗甲醇經精餾後得到精甲醇； 4)甲醇合成的馳放氣送去與浄化後的焦爐氣混合進行提氫； 5)步驟4中提純氫氣後的解吸氣經過分離得到SNG產品，SNG經壓縮後得到CNG產品； 6)或者將該解吸氣經過分離後得到LNG產品。
2.如權利要求I所述的方法，步驟I中所述的提純氫氣的純度在95 99.5 %，優選98 99. 5%,更優選 99 99. 5%。
3.如權利要求I或2所述的方法，步驟2中氫氣與轉爐氣按照氫碳比2.O 2. 2的比例混合，優選氫碳比2. 05 2. I。
4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其中步驟5中解吸氣經過耐硫變換後由變壓吸附脫除CO2及硫化物，然後經變壓吸附提CH4後得到SNG，再經過壓縮得到CNG產品。
5.如權利要求1-4任一項所述的方法，其中步驟6中，解吸氣經過MDEA法脫除酸性氣體，經乾燥、脫苯後進入深冷分離，經深冷分離後得到LNG產品。
全文摘要
本發明公開了一種焦爐氣和轉爐氣聯產甲醇和CNG、LNG的方法，主要包括先從焦爐氣中提純氫氣，與淨化後的轉爐氣混合後合成甲醇，並將合成甲醇的馳放氣送去與焦爐氣混合後提氫，同時將提純氫氣後的解吸氣經過耐硫變換後由變壓吸附脫除CO2以及硫化物，然後經變壓吸附提CH4後得到SNG，再經過壓縮得到CNG產品；或者將該解吸氣經過MDEA法脫除酸性氣體，經乾燥、脫苯後進入深冷分離，經深冷分離後得到LNG產品。
文檔編號C07C29/151GK102690169SQ20121016439
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者周君, 王小勤, 蹇守華, 黃維柱 申請人:四川天一科技股份有限公司