[发明专利]热解煤气的气体分离装置及气体分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工领域，尤其涉及一种热解煤气的气体分离装置及气体分离方法。

背景技术

“富煤、少气、缺油”的资源条件，决定了中国能源结构将长期以煤为主。现代煤化工是推进煤炭清洁高效转化利用的一条重要途径，围绕煤化工进行的科技创新和技术开发，有相当重要的社会意义和经济意义。以粉煤热解技术为龙头的煤炭分质利用是煤化工行业重要的技术路线之一。

煤炭分质利用是指将煤炭通过中低温干馏进行热解，取出其中的挥发成分(煤焦油、煤气)，剩余半焦再利用的一种工艺。该工艺副产的热解煤气有效成分高，其中，甲烷含量超过40％，富氢气含量超过20％，C2～C5含量达到14％。

热解煤气如直接用作燃料，其价值不能充分利用，经济性较差。因此，有必要将热解煤气中的各有用组分进行分离，实现资源的充分利用，减少对环境的污染。

发明内容

鉴于此，有必要提供了一种热解煤气的气体分离装置及气体分离方法。

一种热解煤气的气体分离装置，包括净化装置和液化分离装置；

所述净化装置用于净化所述热解煤气；

所述液化分离装置包括第一换热器、第一气液分离器、混烃精馏塔、第二换热器、脱氢精馏塔和甲烷精馏塔，所述第一换热器的第一入口用于输入所述热解煤气，所述第一换热器的第一出口和所述第一气液分离器的入口连通，所述第一气液分离器的气相出口和所述混烃精馏塔的入口连通，所述第一气液分离器的液相出口输出第一混烃产品，所述混烃精馏塔的气相出口和所述第二换热器的第一入口连通，所述第二换热器的第一出口和所述脱氢精馏塔的入口连通，所述混烃精馏塔的液相出口输出第二混烃产品，所述脱氢精馏塔的气体出口和所述第二换热器的第二入口连通，所述第二换热器的第二出口和所述第一换热器的第二入口连通，所述第一换热器的第二出口输出富氢气，所述脱氢精馏塔的液体出口和所述甲烷精馏塔的入口连通，所述甲烷精馏塔的液体出口输出LNG产品，所述甲烷精馏塔的气相出口和所述第二换热器的第三入口连通，所述第二换热器的第三出口和所述第一换热器的第三入口连通，所述第一换热器的第三出口输出尾气；

所述液化分离装置还包括混合制冷剂循环制冷设备和氮气循环制冷设备，所述混合制冷剂循环制冷设备用于为所述热解煤气液化提供冷量，以及为所述混烃精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量，所述氮气循环制冷设备用于为所述脱氢精馏塔的塔顶冷凝器和所述甲烷精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量。

在其中一个实施例中，所述净化装置包括依次连通的第一压缩装置、除油装置、水洗装置、预处理装置、第二压缩装置、水解装置、脱汞装置、脱酸装置和干燥装置；

所述第一压缩装置用于将所述热解煤气压缩至0.5MPa～0.8MPa；

所述除油装置用于去除所述热解煤气中的润滑油和煤焦油；

所述水洗装置用于去除所述热解煤气中的氨；

所述预处理装置用于去除所述热解煤气中的苯和萘；

所述第二压缩装置用于将所述热解煤气继续压缩至2MPa～4MPa；

所述水解装置用于将所述热解煤气中的有机硫转化为无机硫；

所述脱汞装置用于去除所述热解煤气中的汞杂质；

所述脱酸装置用于去除所述热解煤气中的酸性杂质；

所述干燥装置用于去除所述热解煤气中的水。

在其中一个实施例中，所述混合制冷剂循环制冷设备包括依次连通的混合制冷压缩机、冷却器和第二气液分离器，所述第二气液分离器的液体出口和所述第一换热器的第四入口连通，所述第一换热器的第四出口和所述第一换热器的第五入口连通，所述第一换热器的第五出口和所述混合制冷压缩机连通形成回路，所述第二气液分离器的气体出口和所述第一换热器的第六入口连通，所述第一换热器的第六出口和所述第二换热器的第四入口连通，所述第二换热器的第四出口和所述第二换热器的第五入口连通，所述第二换热器的第五出口和所述第一换热器的第五入口连通，所述第一换热器的第五出口和所述混合制冷压缩机连通形成回路。