国内首套焦炉气甲烷化制天然气装置开车总结

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1、国内首套焦炉气甲烷化制天然气工业装置开车总结张先茂王国兴王利勇陈宗杰赵志杰（武汉科林精细化工有限公司，湖北武汉430223）摘要：介绍了国内首套焦炉气甲烷化制天然气工业化装置的工艺原理。对加氢脱硫催化剂的硫化和甲烷化催化剂的还原运行情况进行了总结。运行结果表明该装置具有工艺简单、操作平稳、设备投资少、能耗低等特点。关键词：焦炉气甲烷化天然气SummaryonthecommencementofthefirstindustrialequipmentofmethanatingcokeovengasintonaturalgasinChinaAbstract:Thisarticleint

2、roducestheprocessingprincipleonthefirstindustrialequipmentofmethanatingcokeovengasintonaturalgasinChina.Thetest-rundataonthesulfurationofhydrodesulfurizationcatalystandthereductionofmethanationcatalystaresummarized.Theresultsshowthattheequipmenthasadvantagesoffacileprocessingprocedures,stead

3、yoperation,lowcapitalinvestmentandenergyconsumption.Keyword:cokeovengas;methanation;naturalgas31.前言焦炉煤气是在炼焦过程中产生的副产品，主要成分是氢气和甲烷，还有少量烯烃、一氧化碳和二氧化碳等。而每年中国焦炉气的产量约1200亿Nm3，一部分用来发电，一部分用来制氢和甲醇，还有相当一部分直接排放，其利用率约为55%，在浪费宝贵资源的同时，也对环境造成了极大的污染。焦炉气通过甲烷化反应，将焦炉气中CO、CO2转化为甲烷，再通过变压吸附生产天然气具有较好经济价值和社会意义[1]。201

4、0年12月18日，由武汉科林精细化工有限公司与北京溯希至清公司联合设计的国内首套“乌海华清能源科技有限公司15万m³/天焦炉气甲烷化制CNG”装置成功开车。2工艺简述乌海华清能源科技有限公司焦炉气甲烷化制CNG项目日处理焦炉气量15万m³，工艺流程如下：焦炉气→压缩→除油→预脱硫→加氢脱硫→氧化锌精脱硫→换热→甲烷化→废热回收→冷却→分离→变压吸附→产品天然气湿法脱硫后的原料气首先经压缩加压,再经丝网净化器除去原料气中大量的油污和水雾，然后进入W306脱油塔，进一步除去原料中的油污及杂物，脱油后的气体进入装W102活性炭脱硫塔，将原料气中的H2S脱除，脱除硫化氢后的气体再经换热

5、器与三级甲烷化后气体换热提温至~250℃后进入W210加氢脱硫反应器，在此将原料气中的有机硫加氢转化为H2S、烯烃加氢转化为烷烃，加氢后的气体进入W305高温氧化锌精脱硫塔，脱除加氢产生的H2S和残留的微量有机硫化物。经此工艺处理后可使出口总硫含量≤0.1mg/Nm3，满足后工段甲烷化催化剂要求。来自循环机压缩循环气与脱硫后的新鲜净化气混合后（温度~250℃）进入甲烷化反应器进行甲烷化反应，甲烷化后的气体与部分脱硫后的新鲜净化气混合经废热锅炉降温至250℃后进入下级甲烷化反应，甲烷化反应后的气体经一系列换热降温，3降温后的气体最后经水冷却器降温至40℃。冷却降温后的气体一部分去

6、循环压缩机，加压后经加热器换热后去一级甲烷化入口循环；剩余去后面的PSA系统提取产品天然气。3脱硫系统开车3.1加氢脱硫催化剂硫化脱硫系统主要是脱除焦炉气中的H2S、COS和其他一些有机硫，避免后面甲烷化催化剂出现硫中毒。脱硫剂选用武汉科林精细化工有限公司的W102活性炭精脱硫剂25m³、W210有机硫加氢催化剂6m³和W305中温氧化锌精脱硫剂10m³。其中W210有机硫催化剂的硫化采用氮气循环升温，待加氢脱硫反应器床层温度升至210℃后以焦炉气为气源配入CS2开始硫化，经过硫化期和强化期，温度逐步升到400℃，出口H2S含量达到理论值时硫化完毕，继续通入焦炉气排硫，直至加氢

7、脱硫反应器出口总硫与入口总硫含量相当，即排硫完毕。硫化时间从2010年12月9日~12月10日，整个硫化过程共用了18h。硫化过程中催化剂床层温度如下：表1加氢催化剂升温情况阶段时间上部,℃中部,℃下部,℃升温4227215204硫化6240328295强化4286395404排硫4253332363从表1中可以看出，催化剂床层温度在整个硫化升温过程比较平稳，未出现飞温的情况，硫化结束后，床层温升约100℃，与设计的温升情况基本一致。3.2脱硫系统运行效果在原始设计数据中，湿法脱硫后焦炉气中