[发明专利]可调式焦炉气联合生产液化天然气和氢气工艺

说明书

技术领域

本发明涉及以焦炉气为原料联合生产液化天然气和氢气的系统及使用该系统的方法，特别涉及一种可调式以焦炉气为原料联合生产液化天然气和氢气的系统及使用该系统的方法。

背景技术

液化天然气(LNG)的主要成分为甲烷，具有热值高(32.4MJ/Nm³)和方便储运的特点，可用于城市燃气供给，调峰和备用气源，燃气汽车、瓶装燃气、基础化工原料、工业燃气等。

随着社会和经济的发展，能源的需求量日益增加，人类社会对环境保护的要求越来越高。因而需要开发高效、清洁的二次能源。作为高效、洁净的二次能源，氢愈来愈受到人类的高度重视，并在诸多行业中广泛应用。

在焦炭生产中，每生产一吨焦炭能产生400Nm³的焦炉气作为副产物。除去加热自用及用于城市煤气、生产合成氨或甲醇外，每年有大量的焦炉气被作为废气直接排入大气或直接烧掉。这不仅造成能源浪费，还会带来严重的环境污染。

根据焦煤的性质、炼焦方法及操作条件不同，焦炉气成分有所变化，其主要组成(体积％)如表1所示。

表1：焦炉气的典型组成

  成分  H₂  CH₄  CO  C_nH_m  CO₂  N₂  O₂  组成(体积％)  50～70  15～30  5～9  2～4  2～5  2～6  0.3～0.8

为了解决焦化行业的污染问题并提高焦炭行业的竞争力，焦炉气的综合利用越来越得到设计和生产单位的重视。现阶段焦炉气制备甲醇的能量利用率仅为52％至55％，而用焦炉气联合生产液化天然气和氢气，不仅可以制备出高纯度的液化天然气和氢气，还能大大增加焦炉气的能量利用率。

在专利CN1935956A、CN1952082A、CN1952084A中，将焦炉气首先经净化，脱除其所含的焦油、萘、苯、硫化物等杂质，再采用混冷过程和变压吸附过程得到液化天然气和富氢气产品。由于一氧化碳和二氧化碳的存在，这些工艺不但增加了分离天然气和氢气的难度，并且不能根据具体需求对液化天然气与氢气的产量进行调整。