[发明专利]一种生产液化天然气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产液化天然气的方法，属于化工合成技术领域。

背景技术

在生产兰炭的过程中产生大量的兰炭尾气，根据煤质的不同，每生产一吨兰炭（也称煤半焦）将产生兰炭尾气600~1000Nm³左右，热值1700-2200kcal，相对于焦炉尾气和煤层气等，兰炭尾气是一种品质较低的热源，单位体积气体热值相对较低。目前兰炭尾气基本绝大部分直接排空燃烧，仅有一小部分利用，尾气中含有大量的H₂、CH₄、CO等有效气体成分，是一种很好的气体能源，但同时兰炭尾气也含有硫化氢和二氧化碳等有害气体和惰性气体，直接燃烧或外排均易造成环境污染。所以这部分兰炭尾气若不能合理利用，不仅造成巨大的能源浪费，而且严重影响工厂当地的生态环境。兰炭尾气目前的利用方式主要是燃烧发电，约占尾气排放总量的30%，附加值相对较低。

2011年，全国兰炭生产规模为4800万吨/年，生产企业主要集中在山西、陕西、内蒙古、宁夏等地区，已经形成了规模化的发展格局。预计到2015年兰炭的生产规模可以达到6000万吨/年，可产生尾气400亿立方米以上。如何合理、高效地利用兰炭尾气，在解决环境问题的同时，创造更高的经济效益成为产业新的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产液化天然气的方法，以解决尾气排放引起的环境问题，同时又能使企业获得可观的经济效益，对于兰炭尾气等废气的合理利用开辟了新的思路。

本发明所提供的一种生产液化天然气的方法，包括如下步骤：

（1）原料气经压缩和预热后进行除氧得到除氧原料气；

（2）所述除氧原料气进入至净化单元I进行酸性气体的脱除得到净化气；

（3）所述净化气进入至天然气合成单元经甲烷化反应得到粗合成气；

（4）所述粗合成气进入至净化单元II经脱碳得到净化合成气；

（5）所述净化合成气进入至天然气精制单元经脱除H₂O和CO₂后得到富氮天然气；

（6）所述富氮天然气进入至天然气液化分离单元经冷却分离即得液化天然气。

上述的方法中，所述原料气具体可为兰炭尾气、焦炉煤气、煤层气或电石尾气等废气。

上述的方法中，步骤（1）中，将所述原料气压缩至2MPa~5MPa，预热至180℃~260℃后送入脱氧槽进行除氧。

上述的方法中，步骤（1）中，通过加氢催化氧化反应脱除所述原料气中的氧气，所述除氧的目的是为了避免后续工艺发生爆炸，同时也是为了保护甲烷化催化剂。

上述的方法中，步骤（2）中，所述净化单元I通过物理吸收法脱除所述除氧原料气中的酸性气体；所述物理吸收法的溶剂为甲醇；经脱除酸性气体后的所述净化气中净化气中CO₂含量小于3%（vol），H₂S+COS<0.1ppm。

上述的方法中，步骤（3）中，所述甲烷化反应可在甲烷化反应器中进行；所述甲烷反应器包括一段反应器和二段反应器。

上述的方法中，步骤（4）中，所述净化单元II通过物理吸收法脱除所述粗合成气中的CO₂；所述物理吸收法的溶剂为甲醇，用于洗涤吸收CO₂，使其中的CO₂含量低于50ppm。

上述的方法中，步骤（5）中，所述天然气精制单元采用分子筛吸附床脱除H₂O和CO₂，为满足低温工作状态的要求，经所述分子筛吸附床吸附精制后的富氮天然气中水含量低于1ppm。

上述的方法中，步骤（6）中，所述天然气液化分离单元通过深冷低温分离方法分离氮气和液化天然气，利用氮气和甲烷的物性差别，通过精馏将氮气从富氮天然气中分离，并回收氮气复热过程中的冷量，为天然气液化提供冷量，降低了整个工艺流程的能耗，其中所述深冷低温分离方法采用混合冷剂制冷循环（MCR）。

本发明具有如下优点：

1、本发明所采用的净化方法大多属于成熟工艺，工业化可靠性强；

2、解决了兰炭尾气等废气成分复杂，氮气含量高、热值低的难题；

3、充分利用兰炭尾气，既解决了环保问题又产生了良好的经济效益；