一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，包括原料气压缩机，原料气压缩机通过变温吸附脱焦油、脱萘装置连通有增压机，增压机输出端通过干法净化精脱硫装置连通有MDEA脱CO2装置，MDEA脱CO2装置的第一输出端连通有分子筛脱水、脱汞装置；分子筛脱水、脱汞装置输出端连通有膜分离装置，膜分离装置第一输出端连通有深冷液化制LNG装置；深冷液化制LNG装置的CO输出端连通有CO提纯装置，H2输出端连通有H2提纯装置，LNG输出端输出LNG；CO提纯装置的输出端、H2提纯装置的输出端均连接至合成气压缩机，合成气压缩机的输出端连通有甲醇合成装置，甲醇合成装置输出端连通有甲醇精馏装置；本发明专利技术能够将焦炉煤气中的多种成分同时提取利用。

A device and method for synthesizing methanol from coke oven gas to produce LNG and rich H2

The invention discloses a device for synthesizing methanol from coke oven gas to produce LNG and rich H2, including a feed gas compressor, which is connected with a supercharger through a temperature-varying adsorption tar removal and naphthalene removal device, a MDEA CO2 removal device is connected with the output terminal of the supercharger through a dry purification fine desulfurization device, and a molecular sieve dehydration and mercury removal device is connected with the first output terminal of the MDEA CO2 removal device. Membrane separation device is connected to the output end of the Sub-sieve dehydration and mercury removal device, and LNG device is connected to the first output end of the membrane separation device; CO purification device is connected to the output end of the LNG device, H2 purification device is connected to the output end of the H2 purification device, LNG output terminal is connected to the output end of the CO purification device and the output end of the H2 purification device are connected to the synthetic gas compressor for synthesis. The output end of the gas compressor is connected with a methanol synthesis device, and the output end of the methanol synthesis device is connected with a methanol distillation device; the invention can simultaneously extract and utilize various components of coke oven gas.

【技术实现步骤摘要】
一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置和方法
本专利技术属于焦炉煤气深加工
，特别涉及一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置和方法。
技术介绍
随着我国对节能减排和环境保护要求的不断加强，对于高污染、高能耗的炼焦企业，如何提高炼焦副产品的利用率成为了其自身节能减排、提高经济效益的关键。在炼焦副产品中，重要性仅次于焦炭的焦炉煤气，按照2014年全年焦炭产量达4.8亿吨，每吨焦产出430Nm3焦炉煤气进行估算，年产焦炉煤气量就可达2064亿Nm3，对于如此大量且非常宝贵的资源，其利用效率的高低对炼焦的企业效益起着至关重要的影响。焦炉煤气组成(体积％)为：氢55-60％，甲烷23-27％，一氧化碳5-8％，C2以上不饱和烃2-4％，二氧化碳1.5-3％，氮3-7％，氧0.3-0.8％。近几年来，在国家对焦炉煤气资源化利用的高度关注下，利用焦炉煤气液化制LNG(liquefiednaturalgas液化天然气的英文缩写)、制甲醇、制清洁能源氢气、生产清洁燃料油、通过甲烷化制合成天然气等技术或成熟或已工业化。但是，这些技术以及设备均仅仅利用了焦炉煤气中的一种或两种成分，还不能将焦炉煤气全面更好的利用，所以，有必要研究一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置和方法，将焦炉煤气中的多种成分同时提取利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置和方法，该装置和方法在保证产品质量前提下，具有技术水平先进，运行稳定可靠，经济效益高等优势；而且能够将焦炉煤气中的多种成分同时提取利用。为达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。方案一：一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：包括对焦炉煤气进行压缩的原料气压缩机，所述原料气压缩机输出端连通有变温吸附脱焦油、脱萘装置，所述变温吸附脱焦油、脱萘装置输出端连通有对焦炉煤气进行二次压缩的增压机，所述增压机输出端连通有干法净化精脱硫装置，所述干法净化精脱硫装置输出端连通有MDEA脱CO2装置，所述MDEA脱CO2装置的第一输出端连通有分子筛脱水、脱汞装置；所述分子筛脱水、脱汞装置输出端连通有膜分离装置，所述膜分离装置第一输出端连通有深冷液化制LNG装置，所述膜分离装置第二输出端输出H2；所述深冷液化制LNG装置的CO输出端连通有CO提纯装置，其H2输出端连通有H2提纯装置，其LNG输出端输出LNG；所述CO提纯装置的输出端、H2提纯装置的输出端均连接至合成气压缩机，所述合成气压缩机的输出端连通有甲醇合成装置，所述甲醇合成装置输出端连通有甲醇精馏装置。所述技术方案的特点和进一步改进：进一步的，所述MDEA脱CO2装置的第二输出端输出CO2；所述合成气压缩机与CO提纯装置之间连通有CO压缩机，所述MDEA脱CO2装置的第二输出端与CO压缩机的输入端连通。进一步的，所述原料气压缩机、增压机、合成气压缩机均采用由中压蒸汽驱动的离心式压缩机。进一步的，所述变温吸附脱焦油、脱萘装置包含有5～10台吸附塔。进一步的，所述干法净化精脱硫装置包含依次连通形成环路的换热器、一级预加氢转化器、一级加氢转化器、中温脱硫槽、二级加氢转化器、氧化锌脱硫槽。进一步的，所述换热器的输入端连通有预脱硫槽，所述预脱硫槽的输入端连通有过滤器；所述换热器的输出端连通有水冷器。进一步的，所述分子筛脱水、脱汞装置包含有1～4台分子筛脱水塔、1～4台分子筛脱汞塔。进一步的，所述分子筛脱水、脱汞装置与膜分离装置之间连通有粉尘过滤器。进一步的，所述膜分离装置包括15～45根膜分离棒。进一步的，所述CO提纯装置包含依次连通的4～20台变压吸附塔，H2提纯装置包含依次连通的6～24台变压吸附塔。进一步的，所述甲醇精馏装置采用三塔精馏装置，包含依次连通的预精馏塔、加压塔、常压精馏塔、甲醇预热器、甲醇冷凝器、贮槽。方案二：一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的方法，基于上述利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，通过原料气压缩机提高焦炉煤气的压力，使焦炉煤气的压力从1～3Kpa提高至0.35～0.4Mpa；步骤二，通过变温吸附脱焦油、脱萘装置对压力为0.35～0.4Mpa的焦炉煤气中含有的微量焦油、萘、尘等杂质进行脱除，使焦炉煤气的焦油、萘、尘分别降低至5mg/Nm3、10mg/Nm3、3mg/Nm3以下；步骤三，通过增压机对焦油、萘、尘含量在5mg/Nm3、10mg/Nm3、3mg/Nm3以下的焦炉煤气进行压缩，使焦炉煤气的压力提高至2.8Mpa～3.0Mpa；步骤四，通过干法净化精脱硫装置对压力为2.8Mpa～3.0Mpa的焦炉煤气的有机硫和无机硫进行脱除，使焦炉煤气中总硫含量降低至0.1ppm以下；步骤五，通过MDEA脱CO2装置对总硫含量在0.1ppm以下的焦炉煤气含有的CO2进行脱除，使焦炉煤气中的CO2含量降低至20PPmV以下；步骤六，通过分子筛脱水、脱汞装置对CO2含量在20PPmV以下的焦炉煤气中含有的微量汞、水分进行脱除，使焦炉煤气中的水分、汞含量分别降低至1ppmV、1μg/m3以下；步骤七，通过膜分离装置对水分、汞含量分别在1ppmV、1μg/m3以下的焦炉煤气中的CH4进行回收，同时对H2进行分离得到H2，使焦炉煤气中99％的CH4得到回收进入下道工序，同时得到纯度98％以上的H2。步骤八，通过深冷液化制LNG装置对回收了99％CH4的焦炉煤气进行深冷分离，得到LNG，同时得到富H2和富CO气体；步骤九，通过CO提纯装置对深冷液化制LNG装置分离得到的富CO进行提纯，得到纯度为99％以上的CO；通过H2提纯装置对深冷液化制LNG装置分离得到的富H2进行提纯，得到纯度为99％以上的H2；步骤十，通过合成气压缩机对H2提纯装置输出的纯度为99％以上的H2与CO提纯装置输出的纯度为99％以上的CO气体进行压缩，使H2与CO混合气压力提高至5.8～6.0Mpa；步骤十一，通过甲醇合成装置对压力为5.8～6.0Mpa的H2与CO混合气体进行合成甲醇，得到粗甲醇产品；步骤十二，通过甲醇精馏装置对甲醇合成塔合成的粗甲醇产品进行精馏，得到精甲醇。所述技术方案的特点和进一步改进：进一步的，在步骤六中，通过分子筛脱水、脱汞装置与膜分离装置之间连通有粉尘过滤器对水分、汞含量分别在1ppmV、1μg/m3以下的焦炉煤气中携带的粉尘进行过滤。进一步的，在步骤十中，首先通过CO压缩机对CO提纯装置出来纯度为99％以上的CO气体与MDEA脱CO2装置分离出来的CO2气体进行压缩，使CO与CO2混合气压力提高至2.3～2.5Mpa，然后再通过合成气压缩机对H2、CO与CO2混合气体进行压缩，使H2、CO与CO2混合气压力提高至5.8～6.0Mpa。进一步的，在步骤十一中，通过甲醇合成装置合成甲醇时，首先将压力为5.8～6.0Mpa的H2、CO与CO2混合气体预热使其温度升至225～255℃，后进入甲醇合成塔。本专利技术的利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置和方法，将焦炉煤气依次进行压缩、变温吸附(TSA—脱焦油与萘)、二次压缩、干法净化精脱硫、MDEA法脱CO2、脱水脱汞、膜分离工序后，经深冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：包括对焦炉煤气进行压缩的原料气压缩机，所述原料气压缩机输出端连通有变温吸附脱焦油、脱萘装置，所述变温吸附脱焦油、脱萘装置输出端连通有对焦炉煤气进行二次压缩的增压机，所述增压机输出端连通有干法净化精脱硫装置，所述干法净化精脱硫装置输出端连通有MDEA脱CO2装置，所述MDEA脱CO2装置的第一输出端连通有分子筛脱水、脱汞装置；所述分子筛脱水、脱汞装置输出端连通有膜分离装置，所述膜分离装置第一输出端连通有深冷液化制LNG装置，所述膜分离装置第二输出端输出H2；所述深冷液化制LNG装置的CO输出端连通有CO提纯装置，其H2输出端连通有H2提纯装置，其LNG输出端输出LNG；所述CO提纯装置的输出端、H2提纯装置的输出端均连接至合成气压缩机，所述合成气压缩机的输出端连通有甲醇合成装置，所述甲醇合成装置输出端连通有甲醇精馏装置。

【技术特征摘要】
1.一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：包括对焦炉煤气进行压缩的原料气压缩机，所述原料气压缩机输出端连通有变温吸附脱焦油、脱萘装置，所述变温吸附脱焦油、脱萘装置输出端连通有对焦炉煤气进行二次压缩的增压机，所述增压机输出端连通有干法净化精脱硫装置，所述干法净化精脱硫装置输出端连通有MDEA脱CO2装置，所述MDEA脱CO2装置的第一输出端连通有分子筛脱水、脱汞装置；所述分子筛脱水、脱汞装置输出端连通有膜分离装置，所述膜分离装置第一输出端连通有深冷液化制LNG装置，所述膜分离装置第二输出端输出H2；所述深冷液化制LNG装置的CO输出端连通有CO提纯装置，其H2输出端连通有H2提纯装置，其LNG输出端输出LNG；所述CO提纯装置的输出端、H2提纯装置的输出端均连接至合成气压缩机，所述合成气压缩机的输出端连通有甲醇合成装置，所述甲醇合成装置输出端连通有甲醇精馏装置。2.如权利要求1所述的一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：所述MDEA脱CO2装置的第二输出端输出CO2；所述合成气压缩机与CO提纯装置之间连通有CO压缩机，所述MDEA脱CO2装置的第二输出端与CO压缩机的输入端连通。3.如权利要求1所述的一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：所述干法净化精脱硫装置包含依次连通形成环路的换热器、一级预加氢转化器、一级加氢转化器、中温脱硫槽、二级加氢转化器、氧化锌脱硫槽。4.如权利要求3所述的一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：所述换热器的输入端连通有预脱硫槽，所述预脱硫槽的输入端连通有过滤器；所述换热器的输出端连通有水冷器。5.如权利要求1所述的一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：所述分子筛脱水、脱汞装置包含有1～4台分子筛脱水塔、1～4台分子筛脱汞塔。6.如权利要求1或5所述的一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：所述分子筛脱水、脱汞装置与膜分离装置之间连通有粉尘过滤器。7.如权利要求1所述的一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：所述膜分离装置包括15～45根膜分离棒。8.如权利要求1所述的一种利用焦炉煤气合成甲醇联产LNG、富H2的装置，其特征在于：所述CO提纯装置包含依次连通的4～20台变压吸附塔，H2提纯装置包含依次连通的6～24台变压吸附塔。9.如权利要求1所述的一种利用焦炉煤气合...

【专利技术属性】
技术研发人员：虎骁，付海华，闫永红，范广州，王巨春，高炬，史军伟，侯建亮，
申请(专利权)人：陕西龙门煤化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61