[发明专利]液化天然气的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以焦炉气（COG）为主原料的液化天然气（LNG）的制造方法，特别涉及对通过以焦炉气为主原料的甲烷化反应得到的合成天然气（SNG）进行液化来制造液化天然气的方法。

背景技术

以往，作为以焦炉气为主原料的液化天然气（LNG）的制造方法，一般使用通过以CO、CO₂、氢为原料的甲烷化反应来生成合成天然气，其后进行液化得到液化天然气这样的方法。例如，专利文献1（CN101597527A）中公开了一种利用焦炉气制取液化天然气的方法，是向焦炉气加入CO₂等碳源后，用鼓风机升压至0.3MPaG左右，经初步净化后，用压缩机升压至5MPaG左右。然后，经深度脱硫工序等工序，将甲烷浓度增至80%以上后，用酸性气体吸收塔除去CO₂和水分（因CO₂和水分会在液化工序中因凝固而引起堵塞，所以必须除去），然后经液化工序生产LNG。碳源的投入量根据原料气体中的H₂、CO、CO₂的体积分率以满足（H₂-3CO）/CO₂≈4的量来决定。

然而，以往的方法中存在如下问题：LNG的液化工序中，需要使原料气体压力为3～5MPaG左右，所以一般在甲烷化反应前升压至3～5MPaG左右。这是因为进行原料气体的压缩则可期待在甲烷化工序中以平衡状态进行甲烷化反应的效果。但其中并没考虑到甲烷化反应的原料气体中的摩尔数的降低，存在压缩机的动力出现不必要的消耗这种问题。

具体而言，甲烷化工序中进行以下反应。

CO+3H₂→CH₄+H₂O

CO₂+H₂→CO+H₂O

其结果，在使水冷凝后进行回收的情况下，对于CO到甲烷而言，是从4摩尔减少至1摩尔的反应，对于从CO₂到甲烷而言，在表观上其进行CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O这样的反应，因此，是从5摩尔减少至1摩尔的反应。因此，甲烷化工序中压力不断减少，与其相伴地需要不断地提高压力，由此，存在压缩机的动力出现不必要的消耗这种问题。

另外，通过将甲烷化工序中的运行压力设定为较高而可期待提高甲烷化工序中的甲烷生成率的效果，但这样则同时也会诱发在甲烷化工序前的精制工序中的最后工艺步骤---脱硫过程中发生甲烷化反应，由此，脱硫过程中发生异常发热的危险增加。其结果，为了抑制异常发热带来的影响，需要采取通过使脱硫后的气体循环而稀释原料气体或者设置冷却装置等的对策。

并且，对于LNG化而言，制造的LNG的量越多越好，但与此同时存在液化工序中存在的副产物不凝性气体的发热量过低，若回送到焦炉的富煤气加热系统，将致使加热焦炉的富煤气热值过低，难以满足焦炉加热要求。例如，专利文献1的方法中，甲烷的LNG化率为95%的液化工序中存在的副产物不凝性气体的发热量为2780×4.18kJ/m³，这种热值过低的不凝性气体若混入加热焦炉的富煤气，加热焦炉的煤气热值将难以达到3500×4.18kJ/m³以上的要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种以焦炉气为主原料的液化天然气的制造方法，其通过将在甲烷化工序前设置的气体精制工序的气体入口压力控制为1.0～2.0MPaG，将甲烷化工序后的合成天然气的压力上升为3MPaG以上，从而能够减少压缩机的动力消耗。并且，能够降低甲烷化工序之前的精制工序中的最后工艺步骤---脱硫过程的运行压力，显著抑制脱硫过程中发生甲烷化，能够解决脱硫过程中因发生甲烷化反应而引起异常发热的问题，从而不需要采取通过使脱硫后的气体循环而稀释原料气体或者设置冷却装置等的措施。再有，通过将液化工序中副产的不凝性气体的发热量（LHV）维持在可直接用作焦炉的燃料的条件，从而能够以较少的运行成本制造尽可能多的LNG。

本发明的目的是通过如下的发明实现的。

一种液化天然气的制造方法，其特征在于，是以焦炉气为主原料的液化天然气的制造方法，包括：

气体精制工序，是对以焦炉气为主原料的气体进行精制的工序，

甲烷化工序，是对经上述气体精制工序而得的气体进行甲烷化的工序，以及