[实用新型]液化天然气的制造装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及以焦炉气（COG）为主原料制造液化天然气（LNG）的液化天然气制造装置。

背景技术

在中国，以从焦炉排出的焦炉气为原料制备城市煤气的设计为数不少。众所周知，通常，焦炉气中的氢比率，与由甲烷化反应中的化学计量比（H₂/（3CO+4CO₂））算出的需要量相比，非常高（约1.4倍以上）。然而，现有焦炉大多运转不稳定，COG中的H₂和CO、CO₂的比率发生变化的情况很多。例如，因焦炉不发挥规定的性能或者因原料碳的品质等的影响，COG的组成的比率发生变化，氢比率相对于甲烷化反应的化学计量比，有时小于1.1，有时还会小于1。如果相对于化学计量比的氢比率变少，则甲烷化反应难以进行，作为结果甲烷化反应后的气体中残留的CO、CO₂浓度增加。若将甲烷化反应后的气体作为合成天然气（SNG）出厂/销售，则这样残留的CO、CO₂并不引起很大的问题，然而作为制造液化天然气的原料气体使用时，CO₂将会凝固为干冰，从而成为堵塞的原因，因此需要严格管理残留的CO₂浓度。

在液化天然气制造领域中，为了防止因凝固引起的堵塞，需要将液化工序的原料气体中的CO₂浓度抑制在40ppm以下。然而，如上所述，因COG的组成比率的不稳定，氢比率相对于甲烷化反应的化学计量比，有时小于1.1，有时还会小于1，在该情况下，将不能充分供给甲烷化反应所需要的氢，其结果，残留的CO₂大幅上升（数百ppm程度）。这样的状况下，液化单元将无法运行，无法制造LNG。

另一方面，以焦炉气为原料制造LNG的技术是近年来逐步被研究的技术，现状是几乎没有实施先例。虽然可以确认存在关于以焦炉气为原料的LNG制造技术的专利，但目前尚没有以应对上述的焦炉气的组成变化为目的的专利。现状是在焦炉气的组成发生变化而甲烷化反应的化学计量比显著下降的情况下，通过从外部导入氢来改善化学计量比，或者在液化装置的前段新设脱碳酸装置而控制成所需的CO₂浓度。

然而，从外部供给氢或在液化工序的前段设置脱碳酸装置时会产生以下问题：从外部导入氢时会导致原料成本的上升，而设置脱碳酸装置时，不仅使设备费用上升，还因作为原料被利用的CO₂被排出到外部，由此使LNG的生产量下降。

实用新型内容

以焦炉气为原料制造LNG时，将在甲烷化单元制造的富含甲烷的气体导入到液化单元。此时，为了防止CO₂在液化单元发生凝固而引起堵塞，需要对液化单元的原料气体中的CO₂浓度进行严格限制。另一方面，如上所述，通常，焦炉气中的氢比率与由甲烷化反应中的化学计量比算出的需要量相比，非常高（约1.4倍以上），若为恰当设计的甲烷化单元，则甲烷化反应后的富含甲烷的气体中的残留CO₂浓度将充分低于作为LNG单元的原料所要求的值（约40ppm）。然而，由于焦炉无法发挥规定的性能或原料碳的品质发生变化等的原因，焦炉气的组成比率经常会发生变化，与设计时的条件相比，相对于甲烷化反应的化学计量比的氢比率常发生变化，有可能会大幅下降。该情况下，将会发生甲烷化反应中无法使CO₂充分甲烷化，甲烷化反应后的气体中残留的CO₂浓度增加，无法满足液化单元中所要求的CO₂浓度，不得不停止液化单元的情况。

针对于此，本实用新型的目的在于提供一种液化天然气的制造装置，其在即使相对于甲烷化反应的化学计量比的氢比率发生变化或显著下降的情况下也能够使液化单元稳定地运转，并且，与单纯地从外部导入氢的情况或使用脱碳酸装置从甲烷化反应后的气体中除去多余的CO₂的情况相比，能够增加LNG的制造量。

具体地，本实用新型提供一种液化天然气的制造装置，其特征在于，包括：

气体精制单元，对以焦炉气为主原料的气体经焦炉气压缩机升压后的气体进行精制，

氢变压吸附装置，导入经所述气体精制单元精制的气体的一部分，分离该气体中含有的氢气，

甲烷化单元，将经所述氢变压吸附装置分离且经氢压缩机升压后的氢气，与未导入到所述氢变压吸附装置的经所述气体精制单元精制的其余气体混合，通过甲烷化反应进行甲烷化，得到合成天然气，以及

液化单元，将经所述甲烷化单元而得的合成天然气液化；